不同情境用不同焊接方法，本章整理。
一、焊接的物理本質
焊錫熔化後，與焊盤金屬形成「冶金鍵結」（intermetallic compound, IMC）： - Sn 與 Cu 形成 Cu₆Sn₅、Cu₃Sn - 焊點強度來自 IMC 層 - IMC 太厚反而脆
二、焊錫材料
含鉛（Sn-Pb）
- Sn63/Pb37：共晶，183°C
- 平整、可靠、好焊
- 但有毒（RoHS 禁用）
無鉛（Lead-Free）
- SAC305（Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5）：熔點 217°C，主流
- SAC0307（低銀，便宜）
- SnBi（Sn-Bi 合金）：低溫 138°C，便宜但脆
- SnCu：手焊用
- AuSn（金錫）：高溫應用
助焊劑（Flux）
- RA（Rosin Activated）：強，需清洗
- RMA（Rosin Mildly Activated）：中
- No Clean：不必清洗
- Water Soluble：水洗
三、焊接方式
1. 手焊（烙鐵）
烙鐵類型
- 乾接觸：傳統
- 熱風：SMD
- 熱拆：拆元件
- 感應加熱
烙鐵頭
- 圓頭、錐頭：點焊
- 平頭：拖焊（drag soldering）
- 大頭：散熱大區
溫度
- 含鉛：320–350°C
- 無鉛：350–400°C
2. 回焊（Reflow，前章）
3. 波焊（Wave Soldering）
- 通孔元件主流
- 板從熔錫波上滑過
- 自動化
流程
PCB → Flux → Preheat → 波 → 冷卻
4. 選擇性波焊（Selective Wave）
- 局部波焊
- 不影響 SMT 區域
5. 噴流焊（Mini Wave）
混合 SMT + 通孔板使用。
6. 雷射焊接
- 局部精密
- 微型化應用
7. 電烙鐵
- 老式
- 維修用
四、清洗
為什麼要清洗？
殘留助焊劑可能： - 吸濕 - 造成腐蝕 - 增加表面阻抗 - 影響高頻電路
清洗方式
- 超音波清洗
- DI 水（Deionized）
- 半水清洗：含化學品
- No Clean：不必清洗
不可清洗的元件
- 機械繼電器
- 部分連接器
- LCD（要保護）
五、典型缺陷與排除
焊點外觀
- 良好：光亮、凹面、適量
- 冷焊：粗糙、顆粒、灰白
- 空焊：缺錫
- 橋接：兩腳連在一起
- 錫珠：周圍有小球
偵測方法
- 目視（放大鏡）
- AOI
- X-Ray（BGA）
- ICT
- FCT
修補方法
- 烙鐵 + 焊錫加熱重做
- 熱風 + 助焊劑重新熔
- BGA 用 reball + reflow
六、可靠性議題
1. IMC 過厚
長時間高溫 → 連續長 IMC 層 → 焊點脆。
2. Whisker（鬚晶）
純 Sn 焊點長出細針，可能短路。 解方：加 Pb、Bi 等抑制。
3. 熱循環疲勞
不同膨脹係數元件 + 焊點： - 熱循環造成裂紋 - 大面積（QFN、BGA）特別嚴重
4. 機械應力
PCB 彎曲、衝擊 → 大封裝焊點裂。
5. 電遷移
大電流 + 熱 → 金屬原子遷移 → void。
七、本章總結
✅ 您應該掌握：
- [x] 焊接的物理本質與 IMC
- [x] 含鉛 vs 無鉛焊錫
- [x] 各種焊接方式
- [x] 清洗的必要性與方法
- [x] 缺陷與排除
- [x] 焊點可靠性議題