一前言 由于蒙特娄议定书管制氟氯化碳及氟氯烃，此对于电子业的影响很大，因为电子业以前大量使用氟氯化碳-113，目前则使用氟氯烃-141b的当清洗剂，将焊接之助焊剂去除，以免产品腐蚀导致电性失效。助焊剂主要功能是将焊接金属表面氧化层去掉，以利于焊接。以前焊接过程中如果发现元件可焊性性不是很好时，工程师会增加助焊剂来帮助焊接，所以对元件可焊性性要求较不重视。当时可焊性性规范主要有ANSI/J-STD- 003及符合MIL-STD-883D。其中ANSI/J-STD-003所设定条件为将元件金属部份放入245℃±5℃的锡炉，时3.0±0.5秒间，沾锡面积达95％以上为合格。而在符合MIL-STD - 883D中所设定条件为先将元件蒸煮6小时后，再将元件金属部份放入245℃±5℃的锡炉，时间3.0±0.5秒，沾锡面积达95％以上为合格。 这两个规范最大不同在于符合MIL-STD-883D先经过6小时老化蒸煮，再做可焊性性试验，而ANSI/J-STD-003并没有。一般业者比较喜欢使用ANSI/J-STD-003之方法，因为试验条件较宽松。今天电子产品走向轻薄短小，对于助焊剂之腐蚀性要求较严格，不能使用太强之助焊剂，另一个主要原因是免洗制程已取代氟氯化碳，氟氯烃，半水洗及水洗制程，而使用免洗制程会使助焊剂残留在PCB的上，如果助焊剂之腐蚀性太强，则电子元件经
过一段时间，严重者元件会腐蚀报废，轻者元件功能丧失。元件之可焊性性试验方法，经与国内大厂研究结果，若使用ANSI/J-STD-003方法来判定元件可焊性性合格时，在生产时焊接不良率会达20-30％，不符合实际量产要求，而用了MIL-STD-883D不良率只有5％或更小，所以必须使用符合MIL-STD-883D方法较符合现有免洗制程，而且过去这两年试验结果，元件业者有能力达此规格。为了推展免洗制程，希望元件业者使用较严格之符合MIL - STD-883D方法当可焊性性之标准，因此本篇主要介绍了 MIL - STD -883E方法以利业界使用，使清洗替代技术更有利免洗之推展，符合MIL-STD-883E和符合MIL -STD-883D有点不同，主要在于符合MIL-STD-883E考虑到免洗制程，将蒸煮由6小时延长为8小时，其他条件则差不多。
二 实验目的
可焊性实验测试的目的是为了评估可焊性操作过程下，元件（含直径大至0.125吋的接脚元件）的可焊性能力。为得到适当的浸锡锡面，此项评估着重在元件吃锡能力上。测试中将查明制造过程的各项处理步骤是否对元件的焊接最有利，测试中以加速老化的方法，来模拟元件贮存于各种不利环境下的自然老化现象。
三 实验仪器 1．锡炉：最少可容纳2磅可焊性且可控制温度的锡炉一个。在元件的浸锡过程中，锡波应是静止不动的。锡炉的温度应能符合要求。 2．浸锡机械：浸锡机械设备应能控制元件浸锡及离锡的速率，并符合元件浸入特定深度的时间之要求。试片夹不可与锡波接触，并尽可能不沾到助焊剂。 3．光学设备：最少能放大10倍的双筒放大镜一个。
4．照明设备：均匀不刺眼，等向的光线之照明设备一组，以用来照明试片之用。
5．蒸气老化设备：不会腐蚀且尺寸大小能容纳测试样品之容器一个。测试样品应摆在 距水面最少1.5吋的距离。支撑样品的材料，应不具污染性。
6．清洗系统：仪器最少一个月清洗一次或使用前清洗。所有的清洗过程应使用无污染的溶剂。 四 实验材料 1．助焊剂：本测试方法规定使用ANSI/J-STD-004规范中型号为“甲”之助焊剂，其组成重量百分比为25％的树脂松香溶于99％纯度的异丙醇中（之前的设备为符合MIL-架F-14256之型号的“R”的助焊剂）。在常温25℃下，助焊剂的比重应保持在0.838到0.913
的范围内。元件购买者/制造商可以协议选择型号的 “A”或“乙”的助焊剂当其材料。 2．可焊性合金：本测试法应使用ANSI/J-STD- 006所规范之Sn63A，Pb37A，Sn60A或Pb40A （之前设备为QQ号-S571之近共晶Sn60）的可焊性合金。 3．异丙醇：异丙醇使用的等级，最少应在商业等级之上。
4，水：使用蒸馏水或去离水做为蒸煮老化所需的水。
注意：以上材料所含之物质具有易燃性或对眼睛，皮肤，呼吸道系统有害者，甚至有残留的可能。所以操作时应使用护眼，护肤用具，且于可能接触热源时记得带防热手套。
五 操作步骤
各元件测试的数目，应确实的记录下来，以本方法测试应于元件被包装以贮存运送前或刚刚去除元件保护层后执行。此外本方法亦可当作元件等级评定或品质管理测试。测试的元件样品之选取，应采随机抽样方式进行。在处理元件样品时，应特别小心以避免元件表面受到刮伤及污染。如胶，人体汗的污染或处于不正常的大气中。
测试过程主要步骤如下：
1.元件的准备：测试前对于元件而言不能有擦拭，清洗，刮伤或利用有腐蚀性的溶剂清
洗其表面等动作，且元件测试前若有特殊的处理如弯曲，再重排等前置 作业，应记录在测试文件中。元件购买者或其制造商可选择非腐蚀性及 非活化的溶剂来清洗元件。
2.蒸气老化： 在喷助焊剂及浸锡之前，应将所有测试样品置于容器中; 以水蒸气蒸煮 8 ±锻烧0.5，容器中水蒸气温度与所处海拔高度的关系列于表1。进行 化的过程中，若有中断，最好不要超过10分钟。完成老化蒸煮后，再 将样品元件从容器中取出。
3.烘干及贮存过程：样品从蒸煮容器中取出后，必须进行以下（1）或（2）的烘烤作 业。
（1）在干燥柜中（或在干燥的氮气中）以不超过 100℃的温度，烘烤一小时以内。
（2）于干燥的空气中置放至少15分钟以上。
附注：样品从蒸煮容器中取出后，若2个小时内无法做接续的步骤，则应将样品保存在干燥箱或干燥的氮气柜中，但此保存作业以不超过72小时为限，否则样品不能再使用。
4，上助焊剂：在室温下将测试元件浸入助焊剂中约5〜10秒。当测试样品自助焊剂拿出后，应以5〜20秒的时间，让样品表面上的助焊剂流掉，然后再进行浸锡的动作。当不用助焊剂时，记得用盖子将其盖紧，以免挥发，且助焊剂最少每天需更换一次。若在样品上发现滴状的助焊剂黏于其上，则应将之吸干。 5.浸锡：在进行浸锡步骤之前，应将锡波表面的锡渣及燃烧而碳化的助焊剂去除。熔 锡之承载容器可用波焊炉，但整个浸锡过程中锡波应是静止不动的，且温度应保持在 245 ± 5℃（473±9℉），本步骤应与浸锡机构配合。上助焊剂后的元件应浸入锡池中之 特定深度。
后记：测试样品不可置于锡炉上方超过7秒，且浸锡和离锡的速率最好保持在每秒1±0.25吋，一般样品在锡池中的总时间约为5±0.5秒，若样品元件的直径大于或等于0.04吋，则整个浸锡的时间为7 ± 0.5秒。
在完成浸锡步骤后，应将测试样品置于空气中冷却。若样品元件上残有助焊剂时，应将之浸入异丙醇或其他适当的溶剂中，若需要的话，可用干净的异丙醇或其他适当的溶剂沾湿干净的软布，海绵以清除残留的助焊剂。
（1）镀金元件的浸锡作业：对于镀金元件而言，应较一般非镀金的元件，多一道上助焊剂
再浸锡的动作，过程中可使用一或二个锡炉。第一次的浸锡为去除元件上的镀金层。 镀金元件测试时最好有二个锡炉。
（2）浸锡角度：除了有文件特别规范的元件外，测试样品的浸锡角度应垂直锡波表面。而 对有脚或无脚的晶片承载器而言，其浸锡角度应与锡波表面呈30°〜45°。
（3）锡槽污染物：测试者应有一方法测试锡槽中各污染物之含量不可超过表2中所载。 6.元件的沾锡性判定：测试中元件的可焊性部份应使用放大倍率10〜15的放大镜观察鉴 识，而破坏性分析应使用放大倍率为60的光学显微镜。元件购买 者/制造商对于元件浸锡区域的沾锡结果，其判别法为，对于其制 定规范外之可焊性缺陷，可选择性的接受，并可决定是否清洗元件， 以去除由于蒸煮老化或清洗过程中所沉积的碳酸盐或硫酸盐。但 应确认清洗过程不会伤害到元件的物性，电性或可靠性，且清洗 过程应记录在结果报告中。对带有接脚的元件而言，其接脚末端 之横切部份的可焊性能力，将不列入评估鉴定范围内。 7，可焊性能力的可接受否，其鉴定准则如下：
（1）元件浸锡部份最少有95％的区域为新锡层所覆盖。
（2）锡层上的针孔，空孔，孔洞，不吃锡，缩锡等缺陷，不超过测试总面积之5％。
（3）对于无接脚元件焊接而言，元件被焊接部份应不会有锡桥现象或金属接线断路的情形发生。所以因浸锡产生的锡桥导致测试失败，并不能归因于热局部作用（如气体，焊铁或再浸锡）所产生之可焊性拉回及绝缘层不吃锡现象（由显微镜观察）。
附注：测试表面总面积应包含长方形接脚之每个面。当判定有争议时，测试者应该确实量测孔洞，空孔等缺陷之面积，再与实际测试总面积比较，再重新判定之。
六，总结
下列各项叙述应有个别文件明确记录下来：
1，各种元件的测试数目。
2，元件经过特别的处理。
3，不同之浸锡深度。
4，不同之放大倍率。
5，有别于本文所使用可焊性组成，助焊剂，环境温度。
6，个别元件的测试次数若超过一次，应被记录下来。
表1，蒸气温度与所处海拔高度的关系
海拔高度（英尺） | 蒸气温度（℃+3-5） | 0〜2000 | 93 | 2001〜4000 | 91 | 4001〜6000 | 89 | 超过6,000 | 87 |
表二，锡槽中各污染物的最大容许含量 污染物成份 | 含量限制（％） | 污染物成份 | 含量限制（％） | 铜 | 0.300 | 铁 | 0.020 | 金 | 0.200 | 砷 | 0.030 | 镉 | 0.005 | 铋 | 0.250 | 锌 | 0.005 | 银 | 0.100 | 铝 | 0.006 | 镍 | 0.010 | 锑 | 0.500 | | |
注：铜，金，镉，锌，铝等污染物的总量不可超过 0.4％。 |