一、试验之目的

PCB线路板无铅回焊对厚高多层板除了会造成板材的爆裂外，其次就是会将镀通孔的铜孔壁拉断，主要原因当然是板材在Z轴的CTE不管是α1 (55-60ppm/℃)或是α2(250ppm/℃)两者的Z轴热胀率（Z-CTE)，都远远超过铜壁的17 ppm/℃。也就是处于Tg以下者其板材约为铜壁的3倍，Tg以上时更将拉高到12-20倍之多。为了多层板的通孔在多次回焊中不致被拉断失效起见，刻意利用温度循环试验（TCT） 试图找出三件事，即

(1)回焊峰温对板材与通孔的影响何在？

(2)回焊的次数可达几次？

(3)基材的可靠度又如何？

二、PCB线路板制作

某PCB线路板生产厂家再利用四种板材，分别又製做了共含880个互连通孔与30mm厚的8层PCB线路板，其孔铜厚度约20 μm 。TCT试验前首先模拟峰温分别是224℃及250℃之有铅与无铅回焊，然后执行air to air温度循环试验(TCT)，以观察板材与镀通孔的可靠度。该TCT的条件为：

●低温- 55℃放置5分钟。

●以14分钟做为飙升高温的过渡时间，刻意拉长的原因是让厚板的内外温度能够趋于一致，以减少应力的作崇。

●高温125℃放置5分钟。

●再以14分钟转移到低温如此即完成一次循环

经由长时间不断热胀冷缩的拉扯下，将使得铜孔壁与互连孔环等铜材结晶变得较为鬆弛，以致直流测试时的电阻也为之逐渐升高，一旦所测之电阻値超出测试前的10%时，即表PCB线路板已经到达失效的地步了 。然后即可进行微切片之失效分析。

三、回焊峰温对通孔可靠度影审

当回焊之峰温拉高时，将会对板材与铜孔壁造成强大的热应力。故在对板材与通孔进行TCT可靠度试验之前，刻意先将PCB线路板模拟回焊2次到6次，以观察回焊对于后续可靠度的影响何在？过程中发现当回焊峰温拉高25℃时，其失效前之温度循环次数竟然会减少达25%之多，实在令人不得不对回焊曲线确应小心处理谨愼取捨，儘量避免峰温的过高，以免造成诸多的后患。

四、回焊次数对通孔可靠度的影审

事实上不但回焊峰温会带来强大应力，多次回焊的每次强热也照样会在铜孔壁与基材中累积应力，此种回焊次数必然会对可靠度造成劣化效应。于是德商的硏究者，又将PCB线路板刻意先经有铅无铅多次回焊的考验，然后再进行有关可靠度的TCT试验，以观察彼此间的对应关系。下图 ，即为其等所得之结果。

五、讨论

●铜箔或铜壁与基材两者在CTE上的差异，将成为强热折磨后的开裂与断孔的直接原因，增加回焊次数当然会缩短通孔寿命。

●发现断孔的主要凶手是回焊峰温的过高（例如250℃以上），影响通孔可靠度的次要因素才是回焊次数的多少，且首次回焊的影响力又大于其他后续之回焊次数。

●当孔铜延伸率十分良好时（例如20z%冗以上），通孔耐强热的可靠度自然也会好，不过多次回焊后其延伸率亦将逐渐变差。