錫膏怎麼挑：手上有幾款候選，從資料表到小批試產的 5 個驗證階段
挑錫膏的順序是：先用資料表刪掉明顯不合的，再比印出來的錫膏量穩不穩，接著過爐、查殘留與可靠度，最後小批試產；每一關都拿您現在用的那款當對照。
- 先比印刷： 有論文引用業界的說法，組裝線末端的不良，六成以上可追到錫膏與印刷，過回焊爐再加約一成五。所以最先比的是印出來的錫膏量。
- 分兩級排： 會直接影響良率與產量的項目先比，一項過不了就淘汰；保存溫度、回溫時間這類只影響管理方便的，留到兩款差不多時再分高下。
- 要有對照： 每款候選都和現用的那款在同樣條件下測，才看得出差別；只有一款的數字，沒有東西可以比。
錫膏的成分、標籤怎麼讀，請看〈錫膏成分與規格怎麼看〉；開封後的攪拌與使用期限，請看〈錫膏攪拌多久？開封後使用期限怎麼訂〉。本文從「手上有兩三款候選錫膏，要選一款」開始講：先比什麼、怎麼比、比到什麼程度可以換。下面每個階段寫了怎麼做，以及嘉鴻能幫的；來源與例外放在最後的備註。
階段①：資料表先刪一輪
資料表（規格書）上的數字是供應商自己測的，用途是決定誰值得拿到產線上試，不是決定誰贏。有論文的看法是：多數錫膏廠做標準測試都算認真，資料表可以拿來篩選；但剩下的最後幾款，最好自己再驗證其中幾項。
| 要看什麼 | 怎麼處理 |
|---|---|
| 合金、錫粉粒徑（3 號粉、4 號粉）、金屬含量 | 候選要和現在的製程一樣；不一樣，就不是同一個比法 |
| 助焊劑類型與鹵素 | 免洗還是水洗、含不含鹵素，先對上您的製程與客戶要求 |
| J-STD-004、J-STD-005 的測試結果 | 銅鏡腐蝕、鹵化物、SIR（表面絕緣電阻）、坍塌、錫球、黏性、潤濕：有沒有做、有沒有通過、有沒有第三方報告 |
| 使用條件 | 保存溫度、回溫時間、鋼板上可用多久、廠房溫濕度要求、過爐曲線的規定 |
排序的做法：分兩級。 嘉鴻工程部以前比過一輪錫膏，做法是把要比的項目分成兩級。這是工程部當時的經驗，不是標準；您的排序要依產品與產線調整。
- 第一級，一項過不了就淘汰： 黏度、鋼板上可用的時間、快升溫時會不會噴錫、焊點爬錫夠不夠高、過爐後的殘留可以放多久再清洗（水洗型才有這一項）。
- 第二級，差不多時才分高下： 保存溫度、回溫時間、過爐曲線的規定項目、廠房環境要求、零件偏了過爐會不會自己拉正、清洗水溫。
- 參考之前的舊資料： 當時 4 款水洗型錫膏互比，鋼板上可用的時間約 2.5～6 小時，回溫時間約 2～6 小時，曲線規定項目 3～6 項。款與款之間差距不小，所以資料表上這幾欄值得先看。
嘉鴻能幫的： 錫膏／錫絲系列：頁面列有 SAC305、4 號粉（Type 4）、無鹵素的錫膏，以及各規格錫絲；其他合金、粉徑、助焊劑類型、包裝與資料表，請洽詢；價格隨市場波動，請洽詢即時報價。
階段②：印刷，先比「印出來的量穩不穩」
印刷是各款錫膏之間差異最大的一關，也是最影響後面良率的一關。有論文的做法是：初篩只做這一項，印量不穩或印出來的形狀不好，這款就先淘汰，不用往後測。
| 要測什麼 | 怎麼測 | 看什麼 |
|---|---|---|
| 印量與穩定度 | 同一張鋼板、同一組印刷參數，連續印 10 片（趕時間可減到 4 片），中間不擦鋼板，量每個開口的錫膏體積 | 平均體積高、標準差小 |
| 停一下再印 | 印完停 1 小時，不攪拌，再印一輪；重複幾次（累計 2、4、8 小時） | 體積掉多少、橋接多不多 |
| 印速 | 平常的速度與偶爾會用的較快速度各印一輪，例如 25 mm/s 與 50 mm/s | 變快時體積掉多少、標準差變多少 |
| 小開口 | 取面積比（開口面積除以開口壁面積）0.3～0.8 的開口，看缺錫 | 缺錫的開口少 |
| 開封後放著 | 取 30～50 克薄鋪在容器，放在印刷機旁，8、24 小時各秤一次 | 重量變化小；變重多半是吸濕，變輕多半是溶劑揮發 |
沒有 SPI（錫膏檢查機）時，有論文的替代做法是用電子天平：每片板子印前印後各秤一次，算每片印了多少克，再比平均與標準差；它看不出是哪個開口出問題，但足夠比較不同錫膏的總量。
嘉鴻能幫的：
- SPI 導入評估：用 pFMEA（失效模式與影響分析）把印刷環節逐項打分，錫膏體積排第一；再用實機測試週期與重複性。評估方式見〈設備該不該導入？嘉鴻幫您做完評估報告〉。
- 精密電子天平：穩定時間 4 秒內，有 RS-232 輸出；論文的秤重做法要讀到 0.01 克，量程與最小讀值請洽詢確認。
- 印出來有缺陷時，照形狀找原因，見〈錫膏印刷不良怎麼排查〉。
階段③：過爐，焊得好不好、窗口大不大
用真實的板與零件過爐，不只用測試板。先用您現在的標準曲線，每款候選與現用的各過一輪；留下來的再改曲線，看它還撐不撐得住。
| 看什麼 | 怎麼看 | 好的樣子 |
|---|---|---|
| 潤濕與錫球 | 顯微鏡看焊墊與零件旁邊 | 焊墊潤濕完整，零件旁的小錫球少 |
| 空洞 | X-ray 看 QFN、BGA 底下 | 空洞少、小 |
| 枕頭效應（Head-in-Pillow） | BGA 過爐後，看焊球和錫膏有沒有融成一體 | 沒有 |
| 爬錫與立碑 | 看焊點爬錫高度、小零件有沒有立起來 | 爬錫夠高，沒有立碑 |
| 快升溫時噴錫 | 把升溫速率拉高再過一次 | 不噴錫；同一組加熱設定下輸送帶能開得越快，每小時過的片數越多 |
| 曲線窗口 | 低、中、高三種曲線，有氮氣的線再各加氮氣 | 每一種都焊得好 |
曲線窗口越大越好：有論文把峰值溫度和液相線以上的時間各取三種，組成九條曲線，要求同一款錫膏九條都焊得好；論文引用的研究裡，只有一款錫膏九條都過。嘉鴻工程部的舊資料也顯示，過爐曲線的規定項目越多越難管；同一組加熱設定下，會噴錫的那款只能把輸送帶開得比較慢。
嘉鴻能幫的：
- 爐溫測試儀：量板子上實際的升溫與峰值，不是只看爐子的設定值；量完怎麼讀，見〈爐溫量測的熱電偶怎麼固定〉的第七節。
- 數位顯微鏡：看潤濕、錫球與焊點外觀；款式與倍率請洽詢。X-ray 嘉鴻沒有這類設備，要委外給實驗室。
階段④：殘留與可靠度，過爐之後留下的東西
先決定走哪條路：殘留留在板上（免洗），還是過爐後洗掉（水洗）。兩條路要加做的測試不一樣。
| 路線 | 有論文比較過的特性 | 要加做的測試 |
|---|---|---|
| 免洗，殘留留在板上 | 比水洗型穩定、印刷窗口較寬；殘留後面如果還要塗保形塗層（conformal coating）或灌底部填充膠（underfill），要實測搭配結果 | SIR；塗層、底部填充膠與殘留搭配的試驗 |
| 水洗，過爐後洗掉 | 潤濕通常好，但對溫度、濕度敏感，鋼板上壽命較短，印刷窗口較窄；印好到過爐之間放久了，錫球會變差 | 洗完的離子殘留量，確認洗得乾淨 |
- 水洗與免洗的比較： 有一份論文比較 6 款錫膏（水洗、免洗各 3 款），水洗型整體表現較差，要更小心保存與使用；論文也說樣本有限。
- 保形塗層： 另一份論文的結論是，多數組裝的免洗殘留上可以塗保形塗層，但一定要做搭配試驗，確認塗層真的保護得到、符合產品的使用條件。
- 底部填充膠： 又一份論文把不同的免洗殘留與底部填充膠配對，測 SIR；結果隨組合不同，其中一款底部填充膠的 SIR 明顯較差。所以材料要成組驗證，不能只看單一材料的資料。
- 洗不洗的判斷： 白色殘留怎麼辨識、洗不洗，見〈助焊劑殘留要洗嗎〉。
嘉鴻能幫的：
- JHPB-TLZ20 離子污染測試儀：用 3:1 異丙醇／去離子水萃取液，在 40±1°C 下量電導率與離子濃度，測完自動輸出報告；可測最大 350 mm × 600 mm 的板子。
- 恆溫恆濕試驗箱：JHHWS-260BE，0～70°C、30～98% RH、260 L，24 段可程式。您的試驗條件超過這個範圍時，高溫高濕版本請洽詢。
階段⑤：小批試產與導入
前四關之後通常只剩一兩款。最後一關是在真的產線上跑：
- 小批試產： 選一條產線、一個機種，候選與現用的錫膏都連續做幾批，早、晚班別都做。每一批記錄缺陷種類與數量：立碑、元件偏移、缺件、空焊、橋接，其他缺陷另記，再換算成百萬分之一（ppm）來比。嘉鴻參考之前的試產紀錄，每個步驟（印刷後、貼片後、過爐後，水洗型再加洗完後）都拍照留存，之後要回頭看才有依據。
- 把結果收斂成一個決定： 用評分表，先給每個項目重要度（3＝最重要、2＝次要、1＝最不重要），再給每款候選在各項的分數（3＝最好、1＝最差），兩者相乘後加總。下表的數字是示範算法，不是實測。
| 項目 | 重要度 | 候選 A 的分數 | 候選 B 的分數 | A 得分 | B 得分 |
|---|---|---|---|---|---|
| 印量穩定度 | 3 | 3 | 2 | 9 | 6 |
| 過爐焊點 | 3 | 2 | 3 | 6 | 9 |
| 停一下再印 | 2 | 3 | 1 | 6 | 2 |
| 回溫時間 | 1 | 1 | 3 | 1 | 3 |
| 合計 | 22 | 20 |
- 有客戶規範時： 換錫膏常被當成要通知客戶的變更。嘉鴻參考之前的客戶換料流程，客戶端要看的是三件事：用新錫膏做出來的樣品、可靠度試驗（高溫高濕與溫度循環兩類）、錫膏供應商的稽核結果。
- 錫膏廠改配方或換生產地： 助焊劑標準（J-STD-004C）對配方變更、生產地點變更有重新確認（requalification）的條款，細節請看原文；實務上，請供應商把這類變更列進書面通知。
- 導入之後的現場： 保存、先進先出、回溫、攪拌，見〈錫膏攪拌多久？開封後使用期限怎麼訂〉。
嘉鴻能幫的：
- 錫膏先進先出治具：不鏽鋼，放進冰箱，一次放 48 瓶；先進先出，可搭配條碼與 ERP 做批次追溯。
- 錫膏回溫機：密封回溫，放 500 克的錫膏罐，每個工作位可獨立設定溫度並有警報。
- 錫膏攪拌機：時間可調到分秒，有開蓋保護。
需要錫膏、錫絲、SPI 評估、電子天平、離子污染測試儀、恆溫恆濕箱或錫膏管理設備，歡迎聯繫嘉鴻。
延伸閱讀
想把相關的製程環節一起看完，可以接著讀這幾篇：
備註：來源與例外
以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。標準的判定值請以官方原文為準；您採用的版本、客戶規範與錫膏廠文件不同時，以它們為準。
各做法的出處
| 做法 | 內容 | 出處 |
|---|---|---|
| 印量優先的篩選 | 「六成以上的末端不良可追到錫膏與印刷，過爐再加約一成五」是該文引用的說法（引自一場研討會講義）；印量一致性被視為最重要，也是各款差異最大的；12 片的流程：印 4 片，停 1 小時，再印 4 片，再停 1 小時，再印 4 片；初篩可以只做印量與形狀 | Lasky 等人 |
| 評分表與對照 | 每款都要和「現用的那款」一起測；重要度 3／2／1 乘上分數 1～3；整個評估視所選方法，約 30 分鐘到 8 小時；例：SPI 量體積加過爐表現，一款約 90 分鐘，加對照共 180 分鐘；停一下再印的做法（累計 1、2、4、8 小時）、秤重替代法（讀到 0.01 克）、開封後放著的秤重（8、24 小時） | Lentz |
| 篩選加穩健性 | 先篩印刷、坍塌、錫球、潤濕，再用實際零件、低中高三種曲線加空氣與氮氣各做一輪；印刷在 0 與 4 小時各測；印速 50～70 mm/s 以上仍要印得好；面積比 0.3～0.8；也看枕頭效應 | Nguyen 等人 |
| 供應商樣品條件 | 請供應商送的樣品要先通過 J-STD-004、J-STD-005 的項目，有第三方測試更好；再做實驗室分析與產線印刷評估，合金與粉徑固定 | Farrell 等人 |
| 九條曲線 | 峰值三種乘上液相線以上時間三種，錫膏要九條都焊得好；該文引用的研究裡，只有一款全過 | Lasky 等人（引用 Goudarzi 的研究） |
| 水洗與免洗 | 6 款錫膏的比較；水洗型對溫濕度敏感、印刷窗口較窄；印好到過爐之間放在環境下，水洗型錫球變差、免洗型不受影響。Nguyen 等人也寫到，以當時的情況，免洗型比水洗型穩健、表現較好 | Guéné 與 Teh；Nguyen 等人 |
| 保形塗層 | 免洗殘留上可以塗保形塗層，但必須做搭配試驗 | Seelig 與 O’Neill |
| 底部填充膠 | 免洗殘留與底部填充膠的配對 SIR；結果隨組合不同 | Bastow |
此為一般情況，仍需視個案而定。
J-STD-004C、J-STD-005B 的章節
判定的數值請看官方原文，本文不轉述。
| 項目 | 章節 |
|---|---|
| 助焊劑的銅鏡、腐蝕、鹵化物含量、SIR 測試（J-STD-004C） | 3.3.1.1、3.3.1.2、3.3.1.3、3.3.1.4 |
| 配方變更、生產地點變更時的重新確認（J-STD-004C） | 4.3.3、4.3.3.1、4.3.3.2 |
| 錫粉粒徑、金屬含量、黏度（J-STD-005B） | 3.4、3.5、3.6 |
| 坍塌、錫球、黏性、潤濕（J-STD-005B） | 3.7、3.8、3.9、3.10 |
例外與限制
- 論文不是您的產品： 這些論文的合金、設備、年代各不相同，結果不能直接套到您的產品；用它們學的是比的順序與方法。
- 資料表的數字： 多半是典型值；有的資料表直接註明僅供參考，不可當作進料規格。進料規格要另外跟供應商訂。
- 嘉鴻的舊資料： 4 款水洗型錫膏的比較屬於嘉鴻工程部的經驗，不是標準，也不代表目前市售各款；本文只取兩級排序的想法與範圍，不放品牌與結果數字。
- 設備： 嘉鴻沒有 X-ray、切片等實驗室設備，要委外。
- 評分表的數字： 只是示範算法。
標準出處
本文引用之規範，請以各發布機構之最新版本為準。
- IPC J-STD-004C《Requirements for Soldering Fluxes》助焊劑的要求（目錄）
發布機構：IPC（Global Electronics Association） - IPC J-STD-005B《Requirements for Solder Pastes》錫膏的要求（目錄）
發布機構：IPC（Global Electronics Association） - Lasky, R. C.、Santos, D. 與 Bhave, A. A.〈Leaded and Lead-Free Solder Paste Evaluation Screening Procedure〉有鉛與無鉛錫膏的評估篩選流程（12 片板流程、印量優先）
發布機構：SMTA International 2003 論文；作者之一隸屬美國賓漢頓大學 - Lentz, A.〈Dispelling the Black Magic of Solder Paste〉破解錫膏的黑魔法（各項評估方法與評分表）
發布機構：IPC 技術資源 - Nguyen, J.、Geiger, D. 與 Shangguan, D.〈Evaluation of Lead Free Solder Paste Materials for PCBA〉無鉛錫膏材料的評估（先篩選、再驗證穩健性）
發布機構：IPC 技術資源 - Farrell, R.、Beck, S.、Garnick, R.、Wang, P. 與 Kochi, K.〈Lead Free Process Transition Solder Paste Characteristic Assessment〉無鉛製程轉換中的錫膏特性評估
發布機構：IPC Printed Circuits Expo／APEX Designers Summit 2004 論文 - Guéné, E. 與 Teh, S.〈Reliability Assessment of No-clean and Water-soluble Solder Pastes Part I〉免洗與水洗錫膏的可靠度評估（第一部分）
發布機構：IPC 技術資源 - Seelig, K. 與 O'Neill, T.〈Conformal Coating over No Clean Flux〉免洗助焊劑殘留上的保形塗層
發布機構：IPC 技術資源 - Bastow, E.〈No-Clean Flux Residue and Underfill Compatibility Effects on Electrical Reliability〉免洗助焊劑殘留與底部填充膠的搭配對電氣可靠度的影響
發布機構：IPC 技術資源
本文為一般情況的整理，不是標準條文或論文的轉述，也不構成對您製程的背書。選用哪一款錫膏，請以您採用的 J-STD-004、J-STD-005 版本、客戶規範、錫膏廠文件與您自己的驗證為準；此為一般情況，仍需視個案而定。
