羅納德·C·拉斯基博士：Indium Corporation 的艾德·布里格斯提出了一個絕佳的構想，打算撰寫一篇關於焊料預成型件多種應用的論文。他請我負責該論文的編輯與審閱工作；該論文的標題為《多功能預成型件》。
預成型件是指形狀各異的焊料塊。通常，預成型件表面會塗覆焊劑，或於金屬中心填充焊劑。像這樣在中心填充焊劑的預成型件，通常稱為「焊劑芯」預成型件。然而，預成型件可分為六大類焊料系列：鎵、鉍、銦、錫、鉛及金基。 可製成預成型的合金種類超過 200 種。
我必須明確指出，焊錫膏至關重要，因為它是電子表面貼裝組裝中的基礎材料。然而，其本質特性卻帶來了一些挑戰。焊錫膏中的助焊劑必須具備足夠的活性，才能在回流過程中去除氧化物，同時在儲存期間又不影響焊錫粉末。由於焊錫膏中助焊劑的體積占比約為 50%，助焊劑會包覆所有焊錫粉末顆粒，這使得焊錫膏的長期儲存成為一項挑戰。
此焊膏的保存期限以月為單位。由於預成型件呈固態，因此在儲存期間，焊料合金與少量預成型件助焊劑相互作用的表面積大幅減少。預成型件的保存期限幾乎是無限的。 預成型件的溫度範圍極為廣泛。以錫為基材的焊錫膏（例如錫鉛焊錫膏和無鉛焊錫膏）其熔點範圍介於 183 至 229°C 之間。而預成型件的 6 大合金系列，其溫度範圍則從 8°C 到 1,064°C 不等。
部分高溫應用包括依照 J-STD-020 標準進行矽積體電路晶粒的封裝，此過程需要熔點介於 260 至 265°C 之間的焊料合金。部分高溫應用包括依照 J-STD-020 標準進行矽積體電路晶粒的封裝，此過程需要熔點介於 260 至 265°C 之間的焊料合金。 有幾種含鉛預成型件可在該溫度範圍內熔化。同樣地，也有幾種以金為基的合金適用於該溫度範圍，用於射頻及氣密封裝。
在表面貼裝技術（SMT）組裝中，有幾種預成型件的應用。許多電子電路板同時具備表面貼裝元件和通孔元件。通常，人們會預期在組裝線上需要進行表面貼裝和波峰焊接，才能組裝此類電路板。然而，若在通孔上印刷焊錫膏，往往就能僅透過表面貼裝即可完成組裝。 此製程常被稱為「引腳浸焊膏」（pin-in-paste），因為通孔元件確實是置於通孔焊膏沉積層中並穿過該層；但如我們所知，焊膏中約有 50%（按體積計）是助焊劑。因此，當焊膏進行回流時，通孔焊點往往會出現焊料不足且助焊劑過量的情況。
這是採用「貼片式引腳（PIN-IN-PASTE）」組裝方式的電路板截面圖。 請注意此處缺乏焊料且助焊劑過量。焊料預成型件正是解決之道。透過將預成型件放置於焊料堆積處，即可消除焊料不足的情況。這些預成型件通常呈被動元件的形狀，例如 0603 電阻。它們以膠帶捲軸形式包裝，並由元件放置機放置於焊料堆積處。由此形成的焊點，通常近乎完美。
許多新型高密度手機設計，往往難以印出足夠的焊膏，以形成有效的焊點，將電磁屏蔽層與印刷電路板焊盤連接起來。在這種情況下，屏蔽層將無法發揮其電磁與靜電放電防護的功能。
在這種焊料不足的情況下，常會使用焊料預成型件。此製程稱為「Solder Fortification®」。這些預成型件由元件放置機進行放置。有關「Solder Fortification®」的更多資訊，可參閱 Carol Gowans 及其同事所撰寫的論文《預成型件在 Solder Fortification® 中的應用》。這個主題可以討論一整天。在雷射、感應及機器人焊接領域中，還有許多其他應用。
如欲進一步了解如何運用預成型件來解決焊接製程中的挑戰，請造訪我們的網站：indiumstg.wpenginepowered.com。
閱讀 Ed 為 SMTAI 2016 撰寫的論文，將有助於解答您可能有的疑問，但最重要的是，請致電 Indium Corporation 的技術服務團隊，以獲得關於預成型件的相關解答。此外，一如往常，您也可以透過電子郵件[email protected] 與我聯繫。
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