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回焊後焊點處出現波紋狀的皺褶或龜裂現象是怎麼造成的?
這其實已經是很久以前的一個案例了，因為前兩天又看到了類似的案例，想說其他人可能也會有相同的問題，於是就把它記錄下來給自己也給大家參考～
工作熊之前發現供應商送來的Cable樣品中，其板子上面的焊錫焊點出現有很多的波紋狀皺褶與龜裂現象，起初以為是助焊劑殘留龜裂後所造成的現象，後來發現就算把助焊劑去除還是有相同的波紋狀皺褶，表明這現象是真的出現在焊錫本身。
探究焊點上出現這種波紋狀皺褶或龜裂現象的可能原因如下：
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1.錫膏融化溫度太低（回焊的peak溫度太低）或回焊區太短。熔融的焊錫還沒有完全融化流動及黏合就開始冷卻了。一般建議回焊區的Peak溫度：SAC305的回焊區溫度應該在245~255℃；Pd63Sn37的回焊區溫度應該在215~225℃。而回焊區(TAL)的時間建議在30~60s之間，有些廠商會要求在45s以上。
2.熱衝擊(Thermal Shock)造成、回焊爐的冷卻速度過快。液態流動的錫膏還沒完全融合固化，溫度就降到了熔點以下，就會產生應力痕。
3.錫膏氧化或助焊劑提前揮發。當錫膏氧化後，在融熔焊錫的表面會聚集起許多氧化物，使得焊點冷卻固化後無法取得光滑的外表。另外，氧化的錫膏也可能在焊點的內部形成氣孔並產生應力，導致焊點開裂或產生皺紋。
氧化物通常會漂浮在焊錫的表面，形成一層堅硬的外殼，當溫度下降並開始凝固時，焊錫會略微向內收縮，而這層附著在焊錫外層，缺乏彈性的氧化物，在冷卻收縮的過程中會將被向內拉扯，導致氧化物出現皺褶，並可能影響與其接觸的焊錫形狀。
錫膏暴露在大氣中過久未使用，將使得助焊劑提前揮發乾涸，回焊期間少了助焊劑去除氧化，將使得潤濕變差，也有機會在焊錫的表面產生皺紋。
4.高濕環境。高濕環境會加速錫膏的氧化，使得助焊劑性能下降，並可能沾附在焊點及錫膏上導致焊點內部氣孔。
5.免洗製程在回流焊後助焊劑會殘留於焊點上形成透明薄膜，當助焊劑受到冷熱衝擊或是碰到酒精類的溶劑時就會產生龜裂，造成類似現象。如果是助焊劑殘留，則沒有品質問題，可以嘗試用溶劑將殘留的助焊劑清除後確認。
工作熊遇到的這個案例，在顯微鏡下觀察發現其焊錫弧度已經有出來了，表示其初步的焊接應該是有效的，所以就先拿去做產品的高低溫循環測試，測試後並未發現有任何品質問題，所以後來有允收這批產品。
這個案例後來有要到供應商提供回焊溫度曲線(reflow profile)，發現其回焊的峰值(peak)大約只有236℃，甚至還有一條曲線的最高溫只有229℃，不同曲線的昇溫時間差還蠻大的，表示不同零件的融錫時間非常不一致，容易造成墓碑效應，以SAC305來說峰值溫度似乎有點低，一般來說如果峰值溫度低就要拉長TAL的時間來增加液態錫膏的時間，所以工作熊最後建議供應商要優先適當調高溫度峰值並降低升溫斜率，其次才是延長TAL的時間來加以改善。
工作熊後來在網路論壇上也看到另一個類似的案例（如下圖），比工作熊之前的案例還要來得嚴重。
後來網友把這片板子的回焊溫度曲線放上來，這應該是一款錫鉛錫膏，因為其回焊峰值大概只有213.6~216.4℃，也是偏低，升溫斜率則還可以，TAL大約在68~73秒也還可以。一般我們會要求Pd63Sn37的回焊區溫度應該落在215~225℃之間。
所以，以上兩個案例都指出，這種回焊後焊點處出現波紋狀皺褶或龜裂現象的主要原因應該為回焊區溫度不足或時間不足所造成。
～當然，工作熊的觀點不一定正確，
如果您有不同的看法，歡迎留言討論～
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