Ⅰ 主板生产流程
1.生产线流程
SMT ---> DIP---> W/S----> T/U-----> TEST--> AGE---> OQC--- > PACKING-----> Customer
以上是华硕的主板生产线的layout, 下面逐一讲解！
1） SMT
取名表面贴装技术英文缩写，也是主板制造技术的关键所在，其实一句话，主板设计好了，余下的生产就是将需要的零件焊接到PCB上的过程，SMT就是一种焊接技术，华硕的SMT技术在业界还是走在前列的，要不很多SMT的ggmm出去都是被人家抢着要的…… 当然SMT的稳定性和品质很大程度上取决于设备，华硕都使用的一线品牌的设备，printer ---DEK, 高速机---FUJI, GSM--- universal GSM2 reflow---Heler (不知道写的对不)，还有后来华硕有买13 line 的siemens (西门子)设备，那个价值更加不菲，大概是1.5-2倍原来的line, 据说那个负责导入siemens设备的课长返台前请客时公然宣称自己是千万富翁，哈哈，可见那些设备知多少钱啊！！不过，本来他是要离职的，后来华硕不让走，那他在台湾就是混日子，每天只到公司报个到，现在好像又来到苏州了！！！跑远了，回来，我不知道二线厂商能有几家用得起这些设备，估计都用得Panasonic, Philips 等，所以设备很大程度保证了华硕的品质。
除了设备，当然就是用的材料的了，SMT主要看锡膏的好坏，目前世界上比较著名的焊料供应商就是ALPHA 和 KESTER 都是US的，但是很贵啊，而且锡膏是一个很大的成本，所以华硕基本不用这两种，除非OEM客户指定，像HP就指定KESTER的，这些都是利益相关的，就是华硕很多东西都买台资企业的，不买大陆的一样，这里就不多说了，ASUS的锡膏大多用的是一家台资企业的，叫升贸焊锡，大部分锡膏，锡棒（用于后段W/S）都是用它的。即使最开始客户有要求用别的，后来等你订单大了，脱不了身了，华硕就会以种种理由给你换掉，到那时客户也没有办法了，只有换，所以最后都是shenmao的了，本人就曾做了这样的事，把HP指定的FLUX kester951 换成 alpha s500,为公司每年节约几百万啊，可是给我加工资300元一次，400元一次，两年就两次！！！！！ 倒！！！！！不过凭良心说alpha ls500 的确比 kester 951好，但是因为alpha美国的那位得罪过hp实验室的认证的那个人，他打死不用alpha的，后来没办法了，还是换了，好像是HP的那个人不负责这个项目了。
最后简单描述SMT的流程： printer -----印锡膏在PCB上，高速机----将小的贴片电容，电阻 等很小的零件打到 PCB的锡膏上， GSM----- 大的IC, 南北桥芯片等大的零件等打到 PCB的锡膏上， reflow-----加热将锡膏融化，冷却，就把零件焊接在PCB上了。
2） DIP
就是人工插件 ， IC, 贴片电容，电阻，芯片等都是SMT完成，立式的电容，以及一些I/O接口都是由人工插到PCB面的，然后经过 W/S( wave solder,波峰焊) 完成焊接！
所以这里没有什么好讲的，首先是人的因素，operator今天不高兴了，插坏了也不做声，后面也没有测出来，那么倒霉的就是用户了，不过几率很小了。
关键是用料的问题，这些是设计的时候就决定了，而RD设计的时候看是给谁的，怎么要求的，价格，成本，等等
当然，生产过程中也有可能出现问题，因为很多料件都有替代料的，有时候问题就出在这里，可替代？两家的品质不可能一样的阿，嗬嗬，看哪家的公关能力强了！！！采购，物控，品管，生产，每个部门都去搞定，然后就用你的了！！！！
3） W/S ( wave solder,波峰焊)
这是主板生产过程中第二个有技术含量的制程，这里主要还是设备的好坏和所用的FLUX和焊锡品质决定了焊接的品质。
华硕所有的波峰焊机全部是SOLTEC的，世界一流的设备，产自荷兰，目前只有美国一家设备上可以与之媲美，ASUS曾经评估过那种，但被我的同班同学否定了（我同学负责那个评估），苏州明基好像有三到四台这样的设备，在长三角地区，除了华硕，SOLTEC的波峰焊机应该不超过20台，而华硕是72台。
决定波峰焊的质量还有就是助焊剂（FLUX）,前面已经提到过了，一般大的OEM客户都会指定FLUX,（当然也指定锡膏，锡棒等很多涉及到产品的耗材），但是就像前面所说的，最终都会被华硕换掉，他有能力说服客户，用这个我能做到更好，当然更便宜是不会提及的，但我想客户肯定也知道，要不有病啊！！！真的还以客户为中心啊？
ASUS用的FLUX多是Alpha LS5000A, 这款flux是Alpha专门为ASUS开发的，市场上可能能买到相同配方的东西，但是不可能使这个型号，因为这个型号是专供ASUS的，说实话，这款flux真的是堪称经典！！性能稳定，清洁度好，焊性强！！！
所以ASUS大多数都是使用这个品牌，不管是DELL,HP,INTEL, 还是SONY, IBM(server 板)，还是自有品牌ASUS,不过其中ASROCK因为2004公司搞“金鹅计划“（就是节约成本，每个部门都有指标，强行推行），导入了一种KESTER
的低价助焊剂，还得后面的兄弟叫苦连天，好像也是本人所为，�8�1,后来又导入了一种国产的低价flux, hehe ，不要奇怪，ASROCK生出来就是*命，300多元的售价要人家怎么做啊？所以大家买了ASROCK的还是忍啊！！毕竟就那么多米啊！！
在厂内，ASROCK就是烂货的代名词，基本没人拿它当回事，只要测试能过就行,一天生产5000/pcs/line左右，根本不管外观允收的事儿，所以当时看到一些杂志，网站的测评，简直就是好笑！！但是我们的消费者不知道啊！！！
说说 制程上的事情，在W/S,首先插好零件的PCB经过设备的喷雾系统，将FLUX均匀的喷在PCB上，经过加热区加热活化，经过融化的锡（说明所谓的锡棒，锡膏都是63/37的Sn/Pb,现在欧盟的RoSH来了都开始导无铅了），融化的锡就会爬到零件孔里，顺着零件的引脚，上升至ＰＣＢ上面，然后冷却，完成焊接！！！
至于焊锡的好坏无非就是纯度达到要求了，还有长时间的使用，焊锡里面的一些其他金属会超标，如铜，银等，所以要定期（每月）化验焊锡，一年更换一次整槽锡（华硕的做法）、不知道其他的做法如何。
4） T/U
所谓的T/U就是修整，从波峰焊里面出来的主板，背面焊点主要有短路，空焊，吃锡不足等等不良，针对这些华硕有个外观允收标准，应该还是能代表业界的旧较高要求的，但是不幸得是这个标准已经一再的被降低了！！！
T/U段主要就是人工用放大镜检查焊点是否OK, 否则用烙铁补焊，或者去掉短路等等，这里最容易发生的就是将PAD拉掉，或者维修后将润孔拉坏，这样应该是报废了，但是有些人会私下补孔，用铜线填满润空，然后上锡，插入零件焊上，外观根本看不出来，测试也测不出来，到了用户手上最容易出问题了，估计用个一两个月就完蛋，好的最多半年！！！
还有一种害人的板子就是溢锡板，大家看字就知道了，就是波峰焊的锡溢到板子的零件面了，经常是由于线速太快，就将锡波打得很高导致的。溢锡后应该是报废了，但是涉及到部门报废数量的问题，都会尝试将其修好，就是将零件面的锡剔去，这种板子很好辨别，剔锡必须要用到助焊剂，而助焊剂必须有残留，无论用什么清洗剂清洗都会留下痕迹，特别是时间长了以后，会很明显！及时清洗得很干净，时间久了，只要对着光，看见零件面有和其他部分颜色，或者反光不一样的基本就是有助焊剂的，大面积的助焊剂痕迹肯定就是溢锡板维修后留下的！！！
5） TEST
ASUS的测试有三道，ICT,FUNTION ,MANU
1) ICT 就是线路测试，是否有开路，短路，这个时候不加任何外设（CPU, DIMM(内存)等治具），目的就是避免到后面funtion的时候烧坏治具。
2) FUNTION
主要就是功能测试，会加上CPU,DIMM,等等外设，做一次开机测试，这里会发现所有的问题，基本funtion通过就OK了。
3) MANU
就是实测了，所有的外设全部接上，开机测试，检测兼容性等等，所以它只是为了更保险而已。有时候来不及了，MANU就不测了，这种板子倒不是大问题，偶尔有点问题而已，而且有些板子根本就不开MANU站，由也只是规定一个比例而已，不是全测，只有少数OEM客户如DELL,INTEL要求100%全测的，而且测试数据都是在线传输到客户那里，想偷懒都不可能的！！！
6） AGE & OQC
AGE & OQC 都属于QA部门，专门抽测，测试方式上跟MANU一样，一般比例会很小，但是只要有不良发生就是整批判退，全部重工重测！！其中AGE就是老化测试，反复开机测试！！
7） PACKING
然后就是包装了，说明书，光盘，手册，排线等等放到包装盒里，打包出货了！！！
好了，流程说完了！！后面就是ASUS所代工的各种品牌的主板的对比了！！
二、各品牌强力对比！！
ASUS代工(OEM,2003年后基本都是ODM了)的主板有DELL,INTEL, HP, SONY,IBM, 以及自己的ASUS和ASROCK,其实ASROCK也算是代工，但是应为档次低，，要求低大家都不当是OEM,因为在工厂内OEM代表着高标准，高要求，高品质！！！
说明一下，其中IBM代工的是服务器的主板，这里就不说了！！
下面就按照我个人认为品质好坏优劣的顺序逐一详细说明各品牌的主板的优劣。
1） DELL
大家知道DELL在厦门有个组装厂，ASUS代工的主板都是送到了那里的。DELL 之所以把DELL排在第一，这是有原因的。大家可能平时不觉得DELL的东西怎么样，但是国际大厂就是国际大厂，他的制程要求，工艺水平都是业界一流的，他有业界一流的专家各个制程的，DELL稽核的LIST已经成为业界的典范（顺便提一下，相关从业的有需要的留下email，这个可是DELL的绝密资料）。ASUS很多工艺技术的发展都是在DELL的稽核要求下催生的。DELL大部分订单都给富士康了，ASUS拿到的单子并不多，因为ASUS的板子在DELL的线上合格率达不要他们的要求，曾经一度有砍单之险！！！本人也曾经在DELL TEAM呆过一段时间，DELL毕竟是ASUS代工最久的客户，各方面的资源都很充足，毕竟DELL的要求最严格，工厂端还是做得很累，当然，品质也是最有保证的。但是DELL的台式机我没有用过，不知道怎么样！！而且DIYer是买不到DELL的主板的，不过在苏州应该可以买到工厂出来的工装货（至于怎么出来的就不要问了，�8�1,顺便提一下，ASUS像这样流失的板子一年价值应该不在千万之下的，最疯狂的时候是发现整批货不见了，最后在中东市场上出现了，赫赫牛人多不？听说那时候北京中关村有人专门驻苏州收货阿，不过现在已经没有这种好事了，2004年公司专门开展了防盗计划的）。
2） INTEL
INTEL排第二名完全是沾了DELL的广，因为在制造工艺上，intel 是没有自己的东西的，但是不管是哪个都要给他面子，应为都要他的芯片啊，所以他所有的东西都是按照DELL的，但是呢，光拿人家的东西，没有专家，不懂内容还是要欠缺一些的，只知道照本宣科，上面说什么就要什么，这样很好糊弄的，所以虽然intel有人常驻华硕（DELL没有常驻技术人员，只有一个客户代表，但是每年一次的稽核让华硕很是头痛的）但是我们的engineer都不怎么吊他的，因为他不懂啊！！！
不管怎么样，毕竟是大厂，而且华硕最不敢得罪的就是intel，我个人认为intel是拿ASUS的生产线在做自己芯片的实验基地，最新的芯片组都是在那里最先生产，而且量都不大，不超过1000/订单，所以intel的主板大家最好买那些已经很成熟的芯片组的，最新的都是试验板子。但是成熟后的板子应该还是很稳定的，良品率甚至超过DELL,最关键是每天线的产量低，大概不超过1000pcs/line每天，DELL 大概1200-1500pcs/line所以ASUS做intel的都是赔钱的，但是不得不赔啊，不过人家在芯片里面给点好处也就平了。
3） SONY
首先说明SONY的主板也是用在SONY的品牌机里面了，估计大家市场买到的机会不大，但是其品质要求也是很高的，之所以把它排在第三，主要是不常见。众所周知，SONY的品质要求的确是很高，但是，最近SONY频繁出现质量问题让人大跌眼镜，我一直认为，SONY一直要求的高品质要求只是对它的供应商要求高，而当出现问题或达不到它的要求，SONY就要求赔款，而产品他同样是收下，收下之后，我想他决不会扔掉了，还是卖给消费者了，所以我觉得这是SONY频繁出现质量问题的根本所在！！
虽然这样，ASUS为了获得SONY的笔记本代工单子，还是不得不给SONY代工主板，甚至不惜赔本，不惜屡次派人到日本去重工！！！不过总的来说，在厂内，SONY的板子要求的还是比较高的！！产量大约在900-1200pcs/line, 因为SONY的板子设计上比较好，大量使用了SMT元件，这样导致SMT段的产量很低，后段快也没有用！！
4） HP
说实话，把HP排在这里，完全是因为它是代工（OEM）品牌，否则我会把它排在ASUS自有品牌之后！！！因为它的品质要求，来自HP的要求真的不怎么样，我在HP TEAM 做了一年多，感觉HP不像一个国际性的大品牌，不像DELL那样的专业，HP的客户也不够专业，所以基本来稽核就是在生产线逛逛，吃好喝好就OK了，基本不怎么懂制程。但是，HP所有的板子都用在自己的台式机里面，大家用到的机会很少，而且HP的金牌服务，坏了就换啊！！不要担心，还有一点在厂内，只要是OEM的品牌，大家的质量意识都会高一点，毕竟客诉会比较难处理阿！！所以我把它排在第四！！产量在1500-1700pcs/line。
5） ASUS
说实话，ASUS的板子，我觉得不比HP的差，因为所有的HP板子都是ASUS ODM的，所以大部分板子都是同出一个设计，就是同一块板子，既给HP做，ASUS自己做，只是名字不一样而已，比如PTGD系列，给HP的是PTGD1-R,ASUS自己就是P4GD-****, 后来又是P5GD-****等等，基本不会特别给HP设计，都是根据他的要求，做点改动而已，要知道重新设计一块板子，成本几何阿！！！
ASUS自有品牌，说实话以前是高品质的代名词了，直到现在，很多Fans还是认为华硕的板子会高出别的品牌一大节，其实不然！！！前面说了，除了华硕的设备对品质有所保证，在制程上有着深厚积累，走在业界的前列，但是目前的ASUS我相信已经不再是昔日的华硕了，罪魁祸首就是产量！！！02年后，华硕开始攻城掠地后，就开始降价，抢单，这样的后果就是工厂内不得不30天24小时生产，连春节都得加班！！而且每天的产量也是一次次被提升到极限！！上面要快，下面就只有乱来！！因为都是流水线，来不及就放过去，跟可怕的是基层管理干部也参与作假，到下班了，来不及测试的板子就不测了，全部包装了！！这样的板子出去能有保证吗？
还有，ASUS对待员工的待遇说实话，也真的是太刻薄了，所以一线的操作员都是没有正确的做对事情的态度，质量从何保证啊，后面我会附上华硕员工离职的留言给大家看看，真实地了解一下华硕的真实状况。
6） ASROCK
ASROCK (华擎)应该是03-04年之间，出现在市场上，具体记不得太清楚了，使华硕为了占领低端市场而重新开辟的一个品牌，在厂内还是算代工，但是毕竟是一家人，又是低端品牌，所以没有人拿它当回事！！其品质我都不愿意浪费时间来说了！！ASROCK 在厂内都使用大线来生产，大约5000pcs/line,其他的都是JIT线，也就是SMT 和后段就是连起来生产，而大线是SMT先生产，半成品入库，积累到一定量后，后段开始生产，其原因就大线后段快，JIT的话，SMT会供应不上，所以这样储存，中途运输都会产生质量问题，这还是小问题，关键是后段的速度，超快啊！！板子到手都来不及看就放下了，哪有什么品质可言阿？
所以当时看到一些关于ASROCK的板子的测评，简直就是搞笑！！不知道花了多少钱给那些搞测评的！！！多的就不说了，真的不值得说了！！除非你没有买米的钱了，不要买ASROCK的主板，当然买米的钱都没有了，电脑好像也就没有必要了！！！哈哈！！
Ⅱ MPM锡膏印刷机工作原理
锡膏印刷机又称SMT印刷机，一般由装版、加锡膏、压印、输电路板等机构组成。它的工作原理是：先将要印刷的电路板制成印版，装在印刷机上，然后由人工或印刷机把锡膏涂敷于印版上有文字和图像的地方，再直接或间接地转印到电路板上，从而复制出与印版相同的PCB板。
Ⅲ 谁知道无铅焊锡的操作方法及使用温度
台锡无铅焊接装配的基本工艺包括：
无铅PCB制造工艺；b. 在焊锡膏中应用的96.5Sn/3.5Ag和95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu共晶和近似共晶合金系统；c. 用于波峰焊应用的99.3Sn/0.7Cu共晶合金系统；d. 用于手工焊接的99.3Sn/0.7Cu合金系统。
尽管这些都是可行工艺，但具体实施起来还存在几个大问题，如原料成本仍然高于标准Sn/Pb工艺、对湿润度的限制有所增加、要求在波峰焊工艺中保持惰性空气状态(要有足量氮气)以及可能将回流焊温度升到极限温度范围(235～245℃之间)而提高了对各种元件的热性要求等等。 就无铅替代物而言，现在并没有一套获得普遍认可的规范，经过与该领域众多专业人士的多次讨论，我们得出下面一些技术和应用要求： 金属价格 许多装配厂商都要求无铅合金的价格不能高于63Sn/37Pb，但不幸的是现有的所有无铅替代物成本都比63Sn/37Pb高出至少35%以上。
在选择无铅焊条和焊锡丝时，金属成本是其中最重要的因素；而在制作焊锡膏时，由于技术成本在总体制造成本中所占比例相对较高，所以对金属的价格还不那么敏感。 熔点 大多数装配厂家(不是所有)都要求固相温度最小为150℃，以便满足电子设备的工作温度要求,最高液相温度则视具体应用而定。 波峰焊用焊条：为了成功实施波峰焊，液相温度应低于炉温260℃。
手工/机器焊接用焊锡丝：液相温度应低于烙铁头工作温度345℃。
焊锡膏：液相温度应低于回流焊温度250℃。对现有许多回流焊炉而言，该温度是实用温度的极限值。许多工程师要求最高回流焊温度应低于225～230℃，然而现在没有一种可行的方案来满足这种要求。人们普遍认为合金回流焊温度越接近220℃效果越好，能避免出现较高回流焊温度是最理想不过的，因为这样能使元件的受损程度降到最低，最大限度减小对特殊元件的要求，同时还能将电路板变色和发生翘曲的程度降到最低，并避免焊盘和导线过度氧化。 导电性好 这是电子连接的基本要求。 导热性好 为了能散发热能，合金必须具备快速传热能力。 较小固液共存温度范围 非共晶合金会在介于液相温度和固相温度之间的某一温度范围内凝固，大多数冶金专家建议将此温度范围控制在10℃以内，以便形成良好的焊点，减少缺陷。如果合金凝固温度范围较宽，则有可能会发生焊点开裂，使设备过早损坏。 低毒性 合金及其成分必须无毒，所以此项要求将镉、铊和汞排除在考虑范围之外；有些人也要求不能采用有毒物质所提炼的副产品，因而又将铋排除在外，因为铋主要来源于铅提炼的副产品。 具有良好的可焊性 在现有设备和免清洗型助焊剂条件下该合金应具备充分的润湿度，能够与常规免清洗焊剂一起使用。由于对波峰进行惰性处理的成本不太高，因此可以接受波峰焊加惰性环境的使用条件要求；但就SMT回流焊而言，合金最好要具备在空气下进行回流焊的能力，因为对回流焊炉进行惰性处理成本较高。 良好的物理特性(强度、拉伸度、疲劳度等) 合金必须能够提供63Sn/37Pb所能达到的机械强度和可靠性，而且不会在通孔器件上出现突起的角焊缝(特别是对固液共存温度范围较大的合金)。
生产可重复性/熔点一致性
电子装配工艺是一种大批量制造工艺，要求其重复性和一致性都保持较高的水平，如果某些合金的成分不能在大批量条件下重复制造，或者其熔点在批量生产时由于成分变化而发生较大变化，便不能给予考虑。3种以上成分构成的合金往往会发生分离或成分变化，使得熔点不能保持稳定，合金的复杂程度越高，其发生变化的可能性就越大。 焊点外观 焊点的外观应与锡/铅焊料接近，虽然这并非技术性要求，但却是接受和实施替代方案的实际需要。 供货能力 当试图为业界找出某种解决方案时，一定要考虑材料是否有充足的供货能力。从技术的角度而言，铟是一种相当特别的材料，但是如果考虑全球范围内铟的供货能力，人们很快就会将它彻底排除在考虑范围之外。 另外业界可能更青睐标准合金系统而不愿选专用系统，标准合金的获取渠道比较宽，这样价格会比较有竞争性，而专用合金的供应渠道则可能受到限制，因此材料价格会大幅提高。 与铅的兼容性 由于短期之内不会立刻全面转型为无铅系统，所以铅可能仍会用在某些元件的端子或印刷电路板焊盘上。有些含铅合金熔点非常低，会降低连接的强度， 如某种铋/锡/铅合金的熔点只有96℃，使得焊接强度大为降低。 金属及合金选择 在各种候选无铅合金中，锡(Sn)都被用作基底金属，因为它成本很低，货源充足，并具备理想的物理特性，如导电/导热性和润湿性，同时它也是63Sn/37Pb合金的基底金属。通常与锡配合使用的其它金属包括银(Ag)、铟(In)、锌(Zn)、锑(Sb)、铜(Cu)以及铋(Bi)。 之所以选择这些材料是因为它们与锡组成合金时一般会降低熔点，得到理想的机械、电气和热性能。 表1列出了各种金属的成本、密度、年生产能力和供货方面的情况，另外在考察材料的供货能力时，将用量因素加在一起作综合考虑得出的结果会更加清晰，例如现在电子业界每年63Sn/37Pb的消耗量在4.5万吨左右，其中北美地区用量约为1.6万吨，此时只要北美有3%的装配工厂采用含铟20%的锡/铟无铅合金，其铟消耗量就将超过该金属的全球生产能力。 近5年来业界推出了一系列合金成分建议，幷且对这些无铅替代方案进行了评估。备选方案总数超过75个，但是主要方案则可以归纳为不到15个。面对所有候选合金，我们采用一些技术规范将选择缩到一个较小的范围内便于进行挑选。 铟 铟可能是降低锡合金熔点的最有效成分，同时它还具有非常良好的物理和润湿性质，但是铟非常稀有，因此大规模应用太过昂贵。基于这些原因，含铟合金将被排除在进一步考虑范围之外。虽然铟合金可能在某些特定场合是一个比较好的选择，但就整个业界范围而言则不太合适，另外差分扫描热量测定也显示77.2Sn/20In/2.8Ag合金的熔点很低，只有114℃，所以也不太适合某些应用。 锌 锌非常便宜，几乎与铅的价格相同，并且随时可以得到，同时它在降低锡合金的熔点方面也具有非常高的效率。 就锌而言，其主要缺点在于它会与氧气迅速发生反应，形成稳定的氧化物，在波峰焊过程中，这种反应的结果是产生大量锡渣，而更严重的是所形成的稳定氧化物将导致润湿性变得非常差。也许通过惰性化或特种焊剂配方可以克服这些技术障碍，但现在人们要求在更大的工艺范围内对含锌方案进行论证，因此锌合金在今后考虑过程中也会被排除在外。 铋 铋在降低锡合金固相温度方面作用比较明显，但对液相温度却没有这样的效果，因此可能会造成较大的固液共存温度范围，而凝固温度范围太大将导致焊脚提升。铋具有非常好的润湿性质和较好的物理性质，但铋的主要问题是锡/铋合金遇到铅以后其形成的合金熔点会比较低，而在元件引脚或印刷电路板的焊盘上都会有铅存在，锡/铅/铋的熔点只有96℃，很容易造成焊点断裂。另外铋的供货能力可能会因铅产量受到限制而下降，因为现在铋主要还是从铅的副产品中提炼出来，如果限制使用铅，则铋的产量将会大大减少。 尽管我们也能通过直接开采获取铋，但这样成本会比较高。基于这些原因，铋合金也被排除在外。 四种和五种成分合金 由四种或五种金属构成的合金为我们提供了一系列合金成分组合形式，各种可能性不胜枚举。与双金属合金系统相比，大多数四或五金属合金可以大幅降低固相温度，但对降低液相温度却可能无所作为，因为大部分四或五金属合金都不是共晶材料，这意味着在不同的温度下会形成不同的金相形式，其结果就是回流焊温度不可能比简单双金属系统所需的低。 另外一个问题是合金成分时常会发生变动，因此熔点也会变，这在四或五金属合金中会经常遇到。由三种金属组成的合金很难在焊锡膏内的锡粉中实现“同批”和“逐批”一致，在四种和五种金属组成的合金中实现同样的一致性其复杂和困难程度更大。 所以多元合金将被排除在进一步考虑范围之外，除非某种多元合金成分具有比二元系统更好的特性。但就目前来看，业界还没有找到哪种四或五金属合金比二元或三元替代方案更好(无论在成本上还是性能上)。 表2列出一些主要无铅替代方案，以及最终选用或不选用的原因，表中包括了单位重量价格、单位体积价格(对焊锡膏而言单位体积价格更具成本意义)以及熔点等信息，这些合金按照其液相温度递增顺序排列。现根据每种焊接应用的特殊要求分别选出合适的合金。 先考虑焊条(波峰焊)和焊线(手工和机器焊接)。 对波峰焊用焊条的要求包括：a. 能在最高260℃锡炉温度下进行连续焊接；b. 焊接缺陷(漏焊、桥接等)少；c. 成本尽可能低；d. 不会产生过多焊渣。 结果所有选中的合金都符合波峰焊要求，但99.3Sn/0.7Cu和95Sn/5Sb合金与其它替代方案相比能够节省更多成本。比较而言，99.3Sn/0.7Cu的液相温度比Sn/Sb合金低13℃，因此99.3Sn/0.7Cu成为波峰焊最佳候选方案。 手工焊用锡线的要求与上面焊条应用非常相似，成本考虑仍然居于优先地位，同时也要求能够提供较好的润湿和焊接能力。焊线用合金必须能够很容易地拉成丝线，而且能用345～370℃的烙铁头进行焊接，99.3Sn/0.7Cu合金可以满足这些要求。 与焊条和焊线相比，焊锡膏较少考虑合金成本，因为金属成本在使用焊锡膏的制造流程总成本中所占比重较少，选择焊锡膏合金的主要要求是尽量降低回流焊温度。考察表中所列合金，可以发现液相温度最低的是95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu(熔点217～218℃)和96.5Sn/3.5Ag(熔点221℃)。 这两种合金都是较为合适的选择并各具特点，相比之下Sn/Ag/Cu合金的液相温度更低(虽然只有4℃)，而Sn/Ag合金则表现出更强的一致性和可重复制造性，并已在电子业界应用多年，一直保持很好的可靠性。有些主要跨国公司已经选择共晶Sn/Ag合金进行评估作为无铅替代方案，大多数大型跨国公司也开始对Sn/Ag/Cu合金作初步高级测试。 实测评估结果 波峰焊评测 将99.3Sn/0.7Cu合金装入标准Electrovert Econopak Plus波峰焊机进行测试，这种波峰焊机配备有USI超声波助焊剂喷涂系统、Vectaheat对流式预热和“A”波CoN2tour惰性系统。测试在两种无铅印刷电路板上进行：带OSP涂层的裸铜板和采用浸银抛光的裸铜板(Alpha标准)，两种电路板都采用固态含量2%且不含VOC的免清洗助焊剂(NR300A2)。另外作为对照，将同样的电路板在相同设备上采用相同条件进行焊接，只是焊料用传统63Sn/37Pb合金。 通过实验可得出以下结论： 如果采用99.3Sn/0.7Cu合金，则有必要对波峰焊机进行惰性处理以确保得到适当的润湿度，但不需要对波峰焊机或风道进行完全惰性处理，用CoN2tour公司的边界惰性焊接系统即已足够。 使用99.3Sn/0.7Cu焊接的电路板外观与用63Sn/37Pb合金焊接的电路板没有区别，焊点的光亮程度、焊点成型、焊盘润湿和通孔上端上锡情况也基本一样。 与Sn/Pb合金相比，Sn/Cu合金的桥接现象较少，但由于测试的条件有限，因此对这一点还需要作更进一步的研究。 99.3Sn/0.7Cu合金在260℃温度条件下焊接非常成功，在245℃条件下也没有问题。 采用Sn/Cu合金的几个星期内铜的含量没有发生变化，之所以关注这一问题，是因为铜在锡中的溶解度很低，而且与温度有很大关系。 在大批量生产中，电路板的铜吸收情况与用Sn/Pb合金时相同。 印制和回流焊评测 针对Sn/Ag和Sn/Ag/Cu合金开发了一种新的助焊剂，以便在更高回流焊温度下得到较好的润湿效果，因为回流焊温度较高时(比常规回流焊温度高20℃)要求助焊剂中的活性剂应具备更高的热稳定性。另外如果在空气中工作，回流焊温度较高还可能使普通免清洗助焊剂变色，所以这种助焊剂对高温要有很强的承受能力。在95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu合金中使用UP系列焊锡膏时，即使空气温度达到240℃，它也不会变为棕色或琥珀色。 UP系列焊锡膏在印刷测试中表现非常好，测试时采用的是MPM UP2000印刷机，印刷条件包括6mil厚激光切割网板、印刷速度25mm/秒、网板开口间距16～50mil以及接触式印刷，焊膏印出的轮廓非常清晰且表现出良好的脱模性能。另外这种焊锡膏在中止印刷后(停放超过一小时)再开始使用时无需进行搅拌，其网板使用寿命在8小时以上，粘性也可保持8小时。 回流焊采用Electrovert Omniflo七温区回焊炉，在空气环境下进行焊接。回焊曲线如图1，从图中可看出温度在200秒时间里以近似线性的速率上升到240℃，温度高于熔点(221℃)的时间为45秒。 得出结论如下： UP系列焊锡膏95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu 88-3-M13表现出良好的印刷性。 无铅焊锡膏能提供良好的粘力且能保持足够的时间。 对测试板而言，95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu合金所需的240℃最高温度是可以接受的。 回流焊无需氮气也能取得很好效果。 焊点光亮度好，与标准Sn/Pb合金相同。 助焊剂残留物外观(颜色及透明度)比采用Sn/Pb合金及普通助焊剂在标准热风回流焊(峰值温度220℃，高于183℃的时间为45秒)后的情形好得多。 润湿和扩散特性与Sn/Pb标准合金相同。 当使用没有阻焊膜的裸FR-4板子时，过高的回流焊温度会使线路板出现严重变色(变深)，浅绿色阻焊膜会使变色看起来较轻，中/深绿色阻焊膜则使变色基本上看不出来。 有些元件经高温回流焊后会出现变色和氧化迹象，将这种无铅焊料用于两面都有表面安装器件的电路板上时，建议在回流焊后再安装需作波峰焊接的底面SMD器件，以免过度受热影响可焊性。 用UP系列96.5Sn/3.5Ag合金进行的测试所获结果相似，只是回流温度提高了3～5℃。 其它特性 选择一种简单普通二元合金的最大好处在于它已经完成了大量测试且已被广泛接受，如96.5Sn/3.5Ag合金已在某些电子领域应用了很长的时间。95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu现正接受同样严格的测试，并在一些地方显示出非常相似的性能和优点。 福特汽车公司对使用Sn/Ag合金的测试板和实际电子组件进行了热循环试验(-40℃～140℃)，已完成全面热疲劳测试研究，另外他们还将无铅组件用于整车中，测试结果显示Sn/Ag合金的可靠性与Sn/Pb合金相差无几甚至更好。摩托罗拉公司也已经完成了Sn/Ag和Sn/Pb合金的热循环和振动研究，测试表明Sn/Ag合金完全合格，其它OEM厂商在各自的Sn/Ag和Sn/Ag/Cu合金研究中也得到了类似的结论。 根据研究结果，Sn/Ag和Sn/Pb在导电性、表面张力、导热性和热膨胀系数等各方面所取得结果大致相当(见表3)。 本文结论 通过上述讨论，我们可以得到一个实际可行的标准无铅焊接工艺，其基本内容包括： 对焊锡膏应用而言，可将95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu或96.5Sn/3.5Ag合金与UP系列助焊剂配合使用。 对波峰焊应用而言，焊锡条可使用99.3Sn/0.7Cu合金。 对手工/机器焊接而言，焊锡线可使用99.3Sn/0.7Cu合金。 虽然上述方案还未能达到研究无铅替代方案工程师们所确定的每项目标，但基本上能令人满意，该方案最大限制在于96.5Sn/3.5Ag合金所要求的回流焊温度比Sn/Pb合金的要高20～30℃，因此回流焊对元件的要求也有所提高。元器件供应商应与电子装配厂密切合作以解决高温回流焊带来的种种问题。 随着新技术的发展，将来还会有更多更好的替代方案推出，这里讨论的系统最大价值在于其它复杂系统可以根据它提供的标准进行参照比较。在考察更加复杂的系统之前，应多问下面一些可以定量回答的问题：
焊锡膏
1. 新的合金系统是否能将回流焊温度降至与Sn/Ag合金差不多的程度(Sn/Ag合金最低回流焊温度为240℃， 而95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu合金的最低回流焊温度则为235℃)？ 2. 与Sn/Ag或Sn/Ag/Cu合金相比，金属和焊锡膏的成本如何？ 3. 合金中各材料有没有技术参数限制？各材料在技术参数范围内变化时其固相和液相温度的变化情况如何？
焊条
1. 合金的成本如何？与Sn/Cu合金比较哪一个更贵？ 2. 合金是否具有Sn/Cu合金所没有的优点