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IPC J-STD-002C CHINESE

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IPC J-STD-002C CHINESE

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联合⼯业标准 IPC/ECA J-STD-002C 附修订本1 2008年11⽉ 取代 J-STD-002C 2007年12⽉ 元器件引线、端子、 焊片、接线柱和 导线的可焊性测试 ® 公告 IPC 和 ECA 标 准 及出版物,通 过 消 除 制 造 商与客户之间 的误解, 推动产品的可交换性和产品的改进,协助买家进行选择并以最短 的延迟时间获得满足其特殊需要的适当的产品,以实现为公众利 益服务的宗旨。这些标准和出版物的存在,即不应当有任何考虑 排斥 IPC 或 EIA 会 员 或 非 会员制造或销售不符合这些标准和出版 物要求的产品,也不应当排斥那些IPC或EIA会员以外无论是国内 还是国际的公众自愿采用。 IPC或EIA提供的标准和出版物是推荐性的,不考虑其采用是否涉 及有关文献、材料或工艺的专利。IPC或EIA既不会对任何专利所 有者承担任何义务,也不会对任何采用这些推荐性标准和出版物 的团体承担任何义务。使用者对于一切专利侵权的指控承担全部 辩护的责任。 本 联 合 标 准 中的 材 料由IPC元器件和导线可焊性技术规范任务组 (5-23b)及ECA焊接技术委员会联合开发。 欲获取更多技术信息,请联系: ECA 2500 Wilson Boulevard Arlington, VA 22201 Phone (703) 907-8024 Fax (703) 875-8908 IPC 3000 Lakeside Drive, Suite 309S Bannockburn, IL 60015-1249 Phone (847) 615-7100 Fax (847) 615-7105 请使用本标准后所附《标准改善填写表》。 ©2008 版权归弗 吉尼亚州阿灵顿市的电子元器件、组件和材料协会和伊利诺斯州班诺克本市的IPC所有。依据《国 际版权公约》及《泛美版权公约》保留所有权利。任何未经版权所有者的事先书面同意而对本资料进行的复印扫描 或其它复制行为被严格禁止并构成《美国版权法》意义下的侵权。 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 ® 元器件引线、端⼦、焊⽚、 接线柱和导线的可焊性测试 IPC组装与连接工艺委员会(5-20)元器件和导线可焊性 技术规范任务组(5-23b)及电子元器件、组件和材料协 会(ECA)焊接技术委员会(STC)联合开发 由IPC TGAsia 5-23CN 技术组翻译 October 24, 2008 取代: J-STD-002C - 2007年12月 J-STD-002B - 2003年2月 J-STD-002A - 1998年10月 J-STD-002 - 1992年4月 鼓励本标准的使用者参加未来修订版的开发。 联系方式: ECA 2500 Wilson Boulevard Arlington, VA 22201 Phone (703) 907-8024 Fax (703) 875-8908 IPC 3000 Lakeside Drive, Suite 309S Bannockburn, IL 60015-1249 Phone (847) 615-7100 Fax (847) 615-7105 此页留作空白 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 鸣谢 IPC 组 装 与 连接工 艺委员会(5-20)元器件和导线可焊性技术规范任务组(5-23b)及电子元器件、组件和材料协 会(ECA)焊接技术委员会(STC)全体成员共同努力开发出了此项标准。任何包含复杂技术的标准都要有大量的 资料来源 ,感谢他们为此做出的无私奉献。我们不可能罗列所有参与和支持本标准开发的个人和单位,下面仅仅列 出 IPC元 器 件 和 导 线 可 焊 性 技 术 规 范 任 务 组及ECA焊接技术委员会的主要成员。然而我们不得不提到IPC TGAsia 5-23CN技术组的成员,他们力求译文文字的信达雅,为此标准中文版的翻译、审核付出了艰苦的劳动。我们在此一 并对上述各有关组织和个人表示衷心的感谢。 组装与连接⼯艺委员会 主席 Leo P. Lambert EPTAC 公司 副主席 Renee J. Michalkiewicz Trace 实验室(东部) 元器件和导线可焊性 技术规范任务组 主席 David D. Hillman Rockwell Collins 副主席 Dennis Fritz MacDermid公司 ECA焊接技术委员会 主席 Michael Lauri IBM 公司 IPC元器件和导线可焊性技术规范任务组(5-23b)及ECA焊接技术委员会成员 Dr. Donald Abbott, Sensata Technologies David C. Adams, Rockwell Collins Dale Albright, Winslow Automation aka Six Sigma Greg Alexander, Ascentech, LLC Francis Anglade, Metronelec Gail Auyeung, Celestica International Inc. Chris Ball, Valeo Inc. Mary Carter Berrios, Kemet Electronics James D. Bielick, IBM Corporation Joseph Biernacki, Stackpole Electronics, Inc. Christine Blair, STMicroelectronics Inc. Gerald Leslie Bogert, Bechtel Plant Machinery, Inc. Dr. Edwin Bradley, Motorola Inc. Jason Bragg, Celestica International Inc. Dr. Peter Bratin, ECI Technology, Inc. Michael Cannon, TDK Dennis Cantwell, Printed Circuits Inc. Thomas Carroll, Boeing Aircraft & Missiles Dr. Srinivas Chada, Medtronic Microelectronics Center Calette Chamness, U.S. Army Aviation & Missile Command Laya Chen, Microtek (Changzhou) Laboratories Phillip Chen, L-3 Communications Electronic Systems Dr. Beverley Christian, Research In Motion Limited Ted Coler, Vishay Dale David J. Corbett, Defense Supply Center Columbus Charles Dal Currier, Ambitech Inc. Gordon Davy, Best Manufacturing Practices Center of Excellence Mary Dinh, Northrop Grumman Space Systems Division Glenn Dody, Dody Consulting Richard M. Edgar, Tec-Line Inc. Theodore Edwards, Dynaco Corp. Robert Furrow, Alcatel-Lucent Gerald Gagnon, Bose Corporation Dr. Reza Ghaffarian, Jet Propulsion Laboratory Andrew Giamis, Andrew Corporation Jean Gordon, Fairchild Semiconductor Hue T. Green, Lockheed Martin Space Systems Company Michael Griffith, KOA Speer Electronics, Inc. Gerald J. Griswold, Texas Instruments, Inc. Dr. Carol A. Handwerker, Purdue University Shirley He, CEPREI Steven A. Herrberg, Raytheon Systems Company Dr. Christopher Hunt, National Physical Laboratory Prakash Kapadia, Celestica International Inc. Dr. Christian Klein, Robert Bosch GmbH Connie M. Korth, Kimball Electronics Group Richard E. Kraszewski, Kimball Electronics Group Vijay Kumar, Lockheed Martin Missile & Fire Control Mark A. Kwoka, Intersil Corporation Patrick Kyne, Defense Supply Center Columbus Harjinder Ladhar, Solectron Corporation Leo P. Lambert, EPTAC Corporation Michael Lauri, IBM Carl Lindquist, SOC America, Inc. Laird Macomber, Cornel Dubilier Electronics James F. Maguire, Intel Corporation Karun Malhotra, Murata Electronics Jack McCullen, Intel Corporation Len Metzger, Panasonic Industrial Company Renee J. Michalkiewicz, Trace Laboratories - East Michael Milbrath, BH Electronics Dr. Kil-Won Moon, NIST David E. Moore, Defense Supply Center Columbus Terry L. Munson, Foresite, Inc. Suzanne F. Nachbor, Honeywell Aerospace Minneapolis iii IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 Graham Naisbitt, Gen3 Systems Limited Gary Nicholls, Enthone Inc. Cookson Electronics Benny Nilsson, Ericsson AB Debora L. Obitz, Trace Laboratories - East Gerard A. O’Brien, Solderability Testing & Solutions, Inc. Stephen Olster, Mini-Systems, Inc. Michael Paddack, Boeing Company Dr. J. Lee Parker, JLP Mel Parrish, STI Electronics Bihari Patel, MacDermid, Inc. Michael Pavlov, ECI Technology, Inc. John W. Porter, Multicore Solders Ltd. John M. Radman, Trace Laboratories - East Jim R. Reed, Dell Inc. Chris Reynolds, AVX Corporation David Richardson, Vishay John H. Rohlfing, Delphi Electronics and Safety William R. Russell, Raytheon Professional Services LLC David F. Scheiner, Kester Jeff Seekatz, Raytheon Company William Sepp, Technic Inc. Joseph L. Sherfick, NSWC Crane Lowell Sherman, Defense Supply Center Columbus Bradley Smith, Allegro MicroSystems Inc. Paco Solis, Foresite, Inc. Roger Su, L-3 Communications Fujiang Sun, Huawei Technologies Co., Ltd. Keith Sweatman, Nihon Superior Co., Ltd. Michael Toben, Rohm and Haas Electronic Materials Dr. Brian J. Toleno, Henkel Corporation David Toomey, Vishay Sprague Sanford 2008年11月 William Lee Vroom, Thomson Consumer Electronics Karl F. Wengenroth, Enthone Inc. Cookson Electronics George Wenger, Andrew Corporation Robert Wettermann, BEST Inc. Vicka White, Honeywell Inc. Keith Whitlaw, Consultant Maureen Williams, NIST Russell T. Winslow, Winslow Automation aka Six Sigma Jere Wittig, HFK Precision Metal Stamping Corporation Linda Woody, Lockheed Martin Missile & Fire Control Yung-Herng Yau, Enthone Inc. - Cookson Electronics Jason Young, Kemet Electronics Corporation Michael W. Yuen, Microsoft Corporation Dr. Adam Zbrzezny, AMD IPC TGAsia 5-23CN技术组成员 贺光辉(主席) 信息产业部电子第五研究所 (中国赛宝实验室) 陈 燕(副主席) 麦可罗泰克(常州)实验室 李淑荣 北京航星科技开发公司 杨举岷 北京航星科技开发公司 邹雅冰 信息产业部电子第五研究所 (中国赛宝实验室) 邱宝军 信息产业部电子第五研究所 (中国赛宝实验室) 刘玉飞 上海英顺达科技有限公司 朱雄云 上海三奥尼斯电子有限公司 李瑞娟 中兴通讯股份有限公司 孙 磊 中兴通讯股份有限公司 何大鹏 华为技术有限公司 高 峰 华为技术有限公司 蓝焕升 中兴通讯股份有限公司 付红志 中兴通讯股份有限公司 刘佳毅 杭州华三通信技术有限公司 姚东强 深圳市深南电路有限公司 汪 洋 信息产业部电子第五研究所 (中国赛宝实验室) 陈燕琼 李娅婷 宫立军 朱海鸥 赵松涛 朱 明 陆晓东 王燕梅 蔡铭超 马 鑫 于超伟 刘湘龙 饶国华 刘府芳 康来辉 吴波 徐金华 北京航星科技开发公司 霍尼韦尔航空事业部 深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司 杭州华三通信技术有限公司 深圳市易思维科技有限公司 中兴通讯股份有限公司 Metronelec上海办公室 美维科技集团附属机构东莞生益电子有限 公司 杭州华三通信技术有限公司 深圳亿铖达工业有限公司 华为技术有限公司 兴森快捷电路科技股份有限公司(广州) 珠海元盛电子科技股份有限公司 伟创力制造(珠海) 深圳市拓普达资讯有限公司 深圳易瑞来科技开发有限公司 深圳亿铖达工业有限公司 iv 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 ⽬录 1 范围 ............................................................................... 1 1.1 范围 ........................................................................... 1 1.2 目的 ........................................................................... 1 1.2.1 应当和应该.............................................................. 1 1.2.2 文件优先顺序 ........................................................ 1 1.3 测试方法分类 ........................................................... 1 1.3.1 具有外观验收标准的测试 .................................... 1 1.3.2 力度测量测试 ........................................................ 1 1.4 涂覆层耐久性 ........................................................... 2 1.5 用于测试A、B、C、A1、B1和C1的仲裁验证浸焊 .. 2 1.6 限制 ........................................................................... 2 1.7 合同协议 ................................................................... 2 2 引⽤⽂件 ....................................................................... 2 2.1 行业标准 ................................................................... 2 2.1.1 IPC .......................................................................... 2 2.1.2 国际电工委员会 .................................................... 2 2.2 政府 ........................................................................... 2 2.2.1 联邦 ........................................................................ 2 3 要求 ............................................................................... 2 3.1 术语及定义 ............................................................... 2 3.2 材料 ........................................................................... 3 3.2.1 焊料 ........................................................................ 3 3.2.2 助焊剂 .................................................................... 3 3.2.2.1 助焊剂的维护 ..................................................... 3 3.2.3 助焊剂去除 ............................................................ 3 3.2.4 标准铜缠绕导线 .................................................... 3 3.2.5 水 ............................................................................ 4 3.3 设备 ........................................................................... 4 3.3.1 蒸汽老化设备 ........................................................ 4 3.3.2 焊料槽 .................................................................... 4 3.3.3 光学检查设备 ........................................................ 4 3.3.3.1 仲裁放大倍数 ..................................................... 4 3.3.4 浸入装置 ................................................................ 5 3.3.5 计时装置 ................................................................ 5 3.4 测试准备 ................................................................... 5 3.4.1 试样的准备和表面条件 ........................................ 5 3.4.1.1 蒸汽老化分类 ..................................................... 5 3.4.2 蒸汽老化 ................................................................ 5 3.4.2.1 老化后的干燥 ..................................................... 6 3.4.2.2 设备维护 ............................................................. 6 3.4.3 待测试表面 ............................................................ 6 3.5 焊料槽要求 ............................................................... 6 3.5.1 焊料温度 ................................................................ 6 3.5.2 焊料杂质控制 ........................................................ 6 4 测试程序 ....................................................................... 6 4.1 助焊剂的使用 ........................................................... 6 4.2 具有外观验收标准的测试 ....................................... 7 4.2.1 测试A - 锡/铅焊料 - 焊料槽/浸焊观察测 试(引线、导线等).............................................. 7 4.2.1.1 仪器 ..................................................................... 7 4.2.1.1.1 焊料槽 .............................................................. 7 4.2.1.1.2 浸入装置 .......................................................... 7 4.2.1.2 准备 ..................................................................... 7 4.2.1.3 程序 ..................................................................... 7 4.2.1.4 评定 ..................................................................... 7 4.2.1.4.1 放大倍数 .......................................................... 8 4.2.1.4.2 接受/拒收要求 ................................................ 8 4.2.2 测试B - 锡/铅焊料 - 焊料槽/浸焊观察测 试(无引线元器件).............................................. 9 4.2.2.1 仪器 ..................................................................... 9 4.2.2.1.1 焊料槽 .............................................................. 9 4.2.2.1.2 垂直浸入装置 .................................................. 9 4.2.2.2 准备 ..................................................................... 9 4.2.2.3 程序 ..................................................................... 9 4.2.2.4 评定 ..................................................................... 9 4.2.2.4.1 放大倍数 .......................................................... 9 4.2.2.4.2 接受/拒收要求 ................................................ 9 4.2.3 测试C - 锡/铅焊料 - 缠绕导线测试(焊片、 接触片、端子、大直径多股导线)....................... 10 4.2.3.1 仪器 ................................................................... 10 4.2.3.1.1 焊料槽 ............................................................ 10 4.2.3.1.2 浸入装置 ........................................................ 10 4.2.3.2 准备 ................................................................... 10 4.2.3.3 程序 ................................................................... 10 4.2.3.4 评定 ................................................................... 11 4.2.3.4.1 放大倍数 ........................................................ 11 4.2.3.4.2 接受/拒收要求 .............................................. 11 4.2.4 测试D - 锡/铅或无铅焊料 - 金属层耐溶蚀 性测试 .................................................................. 12 4.2.4.1 仪器 ................................................................... 12 4.2.4.1.1 焊料槽 ............................................................ 12 v IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.2.4.1.2 浸入装置 ........................................................ 12 4.2.4.1.3 方位(浸入角度)........................................... 12 4.2.4.2 准备 ................................................................... 12 4.2.4.3 程序 ................................................................... 12 4.2.4.4 评定 ................................................................... 12 4.2.4.4.1 放大倍数 ........................................................ 12 4.2.4.4.2 接受/拒收要求 .............................................. 12 4.2.5 测试S - 锡/铅焊料 - 表面贴装工艺模 拟测试 .................................................................. 13 4.2.5.1 仪器 ................................................................... 13 4.2.5.1.1 模板/丝网 ...................................................... 13 4.2.5.1.2 焊膏涂敷工具 ................................................ 13 4.2.5.1.3 测试基板 ........................................................ 13 4.2.5.1.4 锡/铅再流焊设备 .......................................... 13 4.2.5.2 准备 ................................................................... 13 4.2.5.3 程序 ................................................................... 13 4.2.5.4 评定 ................................................................... 13 4.2.5.4.1 放大 ................................................................ 13 4.2.5.4.2 接受/拒收要求 .............................................. 13 4.2.6 测试A1 - 无铅焊料 - 焊料槽/浸焊观察测 试(引线、导线等)............................................ 14 4.2.6.1 仪器 ................................................................... 14 4.2.6.1.1 焊料槽 ............................................................ 14 4.2.6.1.2 浸入装置 ........................................................ 14 4.2.6.2 准备 ................................................................... 14 4.2.6.3 程序 ................................................................... 14 4.2.6.4 评定 ................................................................... 14 4.2.6.4.1 放大倍数 ........................................................ 14 4.2.6.4.2 接受/拒收要求 .............................................. 14 4.2.7 测试B1 - 无铅焊料 - 焊料槽/浸焊观察 测试(无引线元器件)........................................ 15 4.2.7.1 仪器 ................................................................... 15 4.2.7.1.1 焊料槽 ............................................................ 15 4.2.7.1.2 垂直浸入装置 ................................................ 15 4.2.7.2 准备 ................................................................... 15 4.2.7.3 程序 ................................................................... 15 4.2.7.4 评定 ................................................................... 15 4.2.7.4.1 放大倍数 ........................................................ 15 4.2.7.4.2 接受/拒收要求 .............................................. 15 4.2.8 测试C1 - 无铅焊料 - 缠绕导线测试(焊 片、接触片、端子、大直径多股导线)................ 16 4.2.8.1 仪器 ................................................................... 16 4.2.8.1.1 焊料槽 ............................................................ 16 4.2.8.1.2 浸入装置 ........................................................ 16 4.2.8.2 准备 ................................................................... 16 vi 2008年11月 4.2.8.3 程序 ................................................................... 16 4.2.8.4 评定 ................................................................... 16 4.2.8.4.1 放大倍数 ........................................................ 16 4.2.8.4.2 接受/拒收要求 .............................................. 16 4.2.9 测试S1 - 无铅焊料 - 表面贴装工艺模 拟测试 .................................................................. 17 4.2.9.1 仪器 ................................................................... 17 4.2.9.1.1 模板/丝网 ...................................................... 17 4.2.9.1.2 焊膏涂敷工具 ................................................ 17 4.2.9.1.3 测试基板 ........................................................ 17 4.2.9.1.4 无铅再流焊设备 ............................................ 17 4.2.9.2 准备 ................................................................... 17 4.2.9.3 步骤 ................................................................... 17 4.2.9.4 评定 ................................................................... 17 4.2.9.4.1 放大 ................................................................ 17 4.2.9.4.2 接受/拒收要求 .............................................. 17 4.3 力度测量测试 ......................................................... 18 4.3.1 测试E - 锡/铅焊料 - 润湿称量焊料槽 测试(有引线元器件) ...................................... 18 4.3.1.1 仪器 ................................................................... 18 4.3.1.1.1 浸入装置 ........................................................ 18 4.3.1.2 准备 ................................................................... 18 4.3.1.3 程序 ................................................................... 18 4.3.1.4 评定 ................................................................... 18 4.3.1.4.1 放大 ................................................................ 18 4.3.1.4.2 接受/拒收标准 .............................................. 18 4.3.1.4.3 量具的可重复性和可再现性(GR&R) 协议 ................................................................ 19 4.3.2 测试F - 锡/铅焊料 - 润湿称量焊料槽测 试(无引线元器件)............................................ 20 4.3.2.1 仪器 ................................................................... 20 4.3.2.1.1 浸入装置 ........................................................ 20 4.3.2.2 准备 ................................................................... 20 4.3.2.3 程序 ................................................................... 20 4.3.2.4 评定 ................................................................... 20 4.3.2.4.1 放大 ................................................................ 20 4.3.2.4.2 接受/拒收标准 .............................................. 20 4.3.2.4.3 量具的可重复性和可再现性(GR&R) 协议 ................................................................ 20 4.3.3 测试G - 锡/铅焊料 - 润湿称量焊料球测试 .... 21 4.3.3.1 仪器 ................................................................... 21 4.3.3.1.1 浸入装置 ........................................................ 21 4.3.3.2 材料 ................................................................... 21 4.3.3.2.1 助焊剂 ............................................................ 21 4.3.3.2.2 焊料 ................................................................ 21 2008年11月 4.3.3.2.3 试样 ................................................................ 21 4.3.3.3 程序 ................................................................... 21 4.3.3.3.1 焊料的温度 .................................................... 21 4.3.3.3.2 助焊剂涂敷 .................................................... 21 4.3.3.3.3 浸入角度、浸入深度和浸入速度 ................ 21 4.3.3.3.4 预热 ................................................................ 21 4.3.3.4 评定 ................................................................... 21 4.3.3.4.1 放大 ................................................................ 21 4.3.3.4.2 建议标准 ........................................................ 21 4.3.4 测试E1 - 无铅焊料 - 润湿称量焊料槽测 试(有引线元器件)............................................ 24 4.3.4.1 仪器 ................................................................... 24 4.3.4.1.1 浸入装置 ........................................................ 24 4.3.4.2 准备 ................................................................... 24 4.3.4.3 程序 ................................................................... 24 4.3.4.4 评定 ................................................................... 24 4.3.4.4.1 放大 ................................................................ 24 4.3.4.4.2 接受/拒收标准 .............................................. 24 4.3.4.4.3 量具的可重复性和可再现 性(GR&R)协议 ......................................... 24 4.3.5 测试F1 - 无铅焊料 - 润湿称量焊料槽测 试(无引线元器件)............................................ 25 4.3.5.1 仪器 ................................................................... 25 4.3.5.1.1 浸入装置........................................................... 25 4.3.5.2 准备 ................................................................... 25 4.3.5.3 程序 ................................................................... 25 4.3.5.4 评定 ................................................................... 25 4.3.5.4.1 放大 ................................................................ 25 4.3.5.4.2 接受/拒收标准 .............................................. 25 4.3.5.4.3 量具的可重复性和可再现性(GR&R) 协议 ................................................................ 25 4.3.6 测试G1 - 无铅焊料 - 润湿称量焊料球测试 .... 26 4.3.6.1 仪器 ................................................................... 26 4.3.6.1.1 浸入装置 ........................................................ 26 4.3.6.2 材料 ................................................................... 26 4.3.6.2.1 助焊剂 ............................................................ 26 4.3.6.2.2 焊料 ................................................................ 26 4.3.6.2.3 试样 ................................................................ 26 4.3.6.3 程序 ................................................................... 26 4.3.6.3.1 焊料的温度 .................................................... 26 4.3.6.3.2 助焊剂涂敷 .................................................... 26 4.3.6.3.3 浸入角度、浸入深度和浸入速度 ................ 26 4.3.6.3.4 预热 ................................................................ 26 4.3.6.4 评定 ................................................................... 26 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.3.6.4.1 放大 ................................................................ 26 4.3.6.4.2 建议标准 ........................................................ 26 5 注意事项 ..................................................................... 27 5.1 活性助焊剂的使用 ................................................. 27 5.2 大热容元器件 ......................................................... 27 5.3 抽样计划 ................................................................. 27 5.4 安全注意事项 ......................................................... 27 5.5 浮力修正 ................................................................. 27 5.6 加速蒸汽老化限制 ................................................. 27 附录A 元器件的关键表⾯ ........................................... 28 附录B 评估辅助 ............................................................ 37 附录C 最⼤理论润湿⼒的计算 .................................... 42 附录D 计算润湿曲线下⾯积的积分值 ....................... 44 附录E ⽣⼚商名录 ........................................................ 45 附录F J-STD-002/J-STD-003委员会关于可焊 性测试采⽤活性助焊剂合理性的公开信 ........ 47 附录G 润湿称量测试中焊料润湿曲线参数图⽰ ....... 49 附录H 使⽤铜箔试样时,润湿称量量具的可重 复性和可再现性(GR&R)测试协议 ............ 52 图 图3-1 刻度线实例 ........................................................ 4 图4-1 浸入示意图 ........................................................ 7 图4-2 表面贴装有引线元器件浸入焊料的角度 ........ 8 图4-3 通孔元器件浸入焊料的深度 ............................ 8 图4-4 无引线元器件浸入深度 .................................... 9 图4-5 可接受的可焊接线柱图 .................................. 10 图4-6 不可焊的接线柱图 .......................................... 10 图4-7 可接受的可焊多股导线图 .............................. 10 图4-8 显示有不完整填充的部分可焊多股导线图 .. 10 图4-9 润湿称量装置 .................................................. 18 图4-10 A组润湿曲线 ................................................... 19 图4-11 B组润湿曲线 ................................................... 19 图4-12 元器件和浸入角度(直接引自IEC 60068-2-69) ................................................... 23 图A-1 “J”形引线元器件 ......................................... 28 vii IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 图A-2 被动元器件 ...................................................... 29 图A-3 鸥翼形元器件 .................................................. 30 图A-4 无引线芯片载体 LCC ..................................... 31 图A-5 “L”形引线元器件 ........................................ 32 图A-6 通孔元器件-扁平插针 .................................. 33 图A-7 通孔元器件-圆形插针 .................................. 34 图A-8 裸焊盘封装 ...................................................... 35 图A-9 仅底部有端子的元器件 .................................. 35 图A-10 面阵列元器件关键表面 .................................. 36 图B-1 缺陷尺寸辅助图 .............................................. 37 图B-2 可焊性缺陷类型 .............................................. 38 图B-3 5%可允许针孔面积的评估辅助图 .................. 39 图B-4 5%可允许针孔面积的评估辅助图 ................. 40 图B-5 可焊性覆盖率指南 .......................................... 41 图C-1 132I/O的PQFP引线的周长和体积 ................... 43 2008年11月 表 表1-1 元器件引线和端子的蒸汽老化类别 ................ 2 表3-1 表3-2 表3-3 表3-4 助焊剂成分 ........................................................ 3 蒸汽温度要求 .................................................... 4 根据元器件类型选择可焊性测试方法 ............ 5 焊料槽杂质含量最大限值 ................................ 6 表4-1 模板厚度要求 .................................................. 13 表4-2 表4-3 表4-4 表4-5 再流焊参数要求 .............................................. 13 模板厚度要求 .................................................. 17 无铅再流焊参数要求 ...................................... 17 润湿称量参数和建议评定标准 ...................... 19 表4-6 表4-7 表3-1 元器件的浸入角度及浸入深度(直接 引自IEC 60068-2-69) .................................... 22 润湿称量参数和建议评定标准 ...................... 23 助焊剂成分 ...................................................... 47 viii 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 元器件引线、端⼦、焊⽚、接线柱和导线的可焊性测试 1 范围 1.1 范围 本标准规定了用于评定电子元器件 引线、端子、实芯导线、多股导线、焊片和接触 片可焊性的测试方法、缺陷定义及验收标准, 并附有相关图表。本标准还包括金属层耐溶蚀 性/退润湿的测试方法。本标准适用于供应商和 用户。 1.2 ⽬的 评定可焊性是为了验证元器件引线 和 端 子 的 可 焊 性 是 否 能 满 足 本标准规定的要 求,而且还要确定贮存对元器件焊接到互连基 板上无不利影响。在制造元器件、用户接收元 器件时、或在组装和焊接前,确定其可焊性。 确定金属层耐溶蚀性是为了验证端子镀层 在整个组装焊接工艺期间仍能保持其完整性。 1.2.1 应当和应该 “应当”一词用于本文件中 对材料、准备、工艺控制、焊接连接的验收或 测试方法有要求的任何地方。“应该”一词为 推荐性建议,用于反映仅作为指南的常规行业 惯例和程序。 1.2.2 ⽂件优先顺序 在有冲突的情况下,以 如下降序方式明确所采用文件的优先顺序: 1. 用户与供应商协议的采购合同。 2. 反映用户详细要求的设计总图或总组装图。 3. 用户引用或合同协议引用本文件J-STD-002。 4. 客户指定的其他文件。 1.3 测试⽅法分类 本标准描述了评定元器件 引线或端子可焊性所采用的测试方法。除非供 应商和用户双方另有协议,否则,测试A、测试 B、测试C、测 试 D 和测试S适用于锡铅焊接工 艺,测试A1、测试B1、测试C1、测试 D 和测试 S1适用于无铅焊接工艺,上述测试方法作为评 定可焊性的默认方法。 1.3.1 具有外观验收标准的测试 测试A – 焊料槽/浸焊观察测试(有引线元器件 和多股导线),锡铅焊料(见4.2.1节) 测试B – 焊料槽/浸焊观察测试(无引线元器 件),锡铅焊料(见4.2.2节) 测试C – 缠绕导线测试(焊片、接触片、钩形引 线和塔形接线柱),锡铅焊料(见4.2.3节) 测试D – 金属层耐溶蚀性/退润湿测试,锡铅焊 料和无铅焊料(见4.2.4节) 测试S – 表面贴装工艺模拟测试,锡铅焊料(见 4.2.5节) 测试A1 – 焊料槽/浸焊观察测试(有引线元器件 和多股导线),无铅焊料(见4.2.6节) 测试B1 – 焊料槽/浸焊观察测试(无引线元器 件),无铅焊料(见4.2.7节) 测试C1 – 缠绕导线测试(焊片、接触片、钩形 引线和塔形接线柱),无铅焊料(见4.2.8节) 测试S1 – 表面贴装工艺模拟测试,无铅焊料(见 4.2.9节) 1.3.2 ⼒度测量测试 测试E – 润湿称量焊料槽测试(有引线元器 件),锡铅焊料(见4.3.1节) 测试F – 润湿称量焊料槽测试(无引线元器 件),锡铅焊料(见4.3.2节) 测试G – 润湿称量焊球测试,锡铅焊料(见4.3.3 节) 测试E1 – 润湿称量焊料槽测试(有引线元器 件),无铅焊料(见4.3.4节) 测试F1 – 润湿称量焊料槽测试(无引线元器 件)无铅焊料(见4.3.5节) 测试G1 – 润湿称量焊球测试 无铅焊料(见4.3.6 节) 这些测试方法(1.3.2)仅限用于评估。所收集 的数据应该提交至IPC润湿称量任务组,以便进 行对比和分析。在用户和供应商之间没有协议 的情况下,不应当将测试E、F、G、E1、F1和G1 用作验收/拒收标准。 1 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 1.4 涂覆层耐久性 下列指南确定了每类蒸汽老 化所需要的保证条件,但并不是规范要求(见表 1-1)。涂覆层耐久性指南描述了三种常用的应用 范围,并 未 包 含 所 有 产 品 可 能 的 具 体 应 用 条 件。用户和供应商需要就涂覆层耐久性的要求 达成一致意见。对于锡基涂层,第3类涂覆层耐 久性为其默认条件。 1类–最低⽔平的涂覆层耐久性 从测试时算起 在短期内(如:最多6个月)将被焊接的表面,其 可能会暴露于最低程度的热环境中。(见5.6节) 2类–典型涂覆层耐久性 从测试时算起经过一 定时间后将被焊接的表面,其在焊接前可能会 暴露于有限的热环境中。(见5.6节) 3类–最⾼⽔平的涂覆层耐久性(锡基涂层默认 类别) 贮存时间超过6个月或者是多次暴露于热 环境下其可焊性可能会下降的表面(见5.6节)。 表1-1 元器件引线和端⼦的蒸汽⽼化类别 1类 无蒸汽老化要求 2类 蒸汽老化 1h±5min 3类 蒸汽老化 8h±15min 1.5 ⽤于测试A、B、C、A1、B1和C1的仲裁验 证浸焊 当端子的浸入部分呈现出异常现象,如 表面粗糙或残渣或不当的焊料浸入诱发的异常 现象,有必要对这些可疑的异常现象进行仲裁验 证浸焊。重新检验后,如果异常现象消失的话, 不可将这种异常现象确认为可拒收的外观表面 缺陷。如果这种异常现象仍存在,无论面积大 小,都应当将其归类为拒收的可焊性缺陷。这 一步骤只可用于每批产品的一个元器件。连续 要求采用仲裁验证浸焊步骤,说明不是测试步 骤、检查分析不当,就是元器件质量差。 1.6 限制 本标准不应当作为引线和端子预上 锡的生产步骤。元器件的可焊性测试是一种破 坏性测试,而且被测元器件不应该用于功能性 的电气评定。可焊性测试后的元器件的使用只 应当由用户与供应商协商确定(AABUS)。 1.7 合同协议 如果规定的测试参数不合适或 不充分,供应商和用户双方可协商选用替代参 数。 1. www.ipc.org 2. www.iec.ch 2 2008年11月 2 引⽤⽂件 下列文件的现行有效版本构成本文件在此限定 范围内的组成部分。 2.1 ⾏业标准 2.1.1 IPC1 IPC-T-50 电子电路互连与封装术语及定义 IPC-TR-464 用于可焊性评估的加速老化及附录 J-STD-004 助焊剂要求 J-STD-005 焊膏要求 J-STD-006 电子焊接领域电子级焊料合金及 含有助焊剂与不含助焊剂的固体焊料的要求 IPC-TM-650 测试方法手册 2.1.2 国际电⼯委员会2 IEC 60068-2-69 环境测试-第2-69部分:测 试-测试Te:表面贴装电子元器件(SMD)的 可焊性测试——润湿称量方法。 2.2 政府 2.2.1 联邦 (CID) A-A-59551 导线、电气、铜(非绝缘) 3 要求 3.1 术语及定义 本文件所适用的术语和定义 均应当符合IPC-T-50。本标准中标有星号(*) 的术语直接引自IPC-T-50。 退润湿* 熔融焊料涂覆在金属表面上然后焊料 回缩,导致形成由焊料薄膜覆盖且未暴露金属 基材的区域分隔开的不规则焊料堆的状况。 元器件⾦属层溶蚀(浸析): 浸入熔融焊料后, 金属镀层从金属基材/基板材料流失或被去除。 平衡润湿: 润湿力与重力达到平衡时的润湿 程度。 2008年11月 注: 当润湿称量曲线平展开,斜率为零时就会 显示出这种润湿(见图4-10)。 不润湿,焊料* 熔融的焊料部分附着于它所接 触的表面,同时暴露出一些金属基材。 针孔* 完全穿透一层材料形成小孔形式的缺 陷。 可焊性* 金属被熔融焊料润湿的能力。 焊接连接针孔* 由焊料连接表面渗入到焊接连 接内尺寸不定的空洞内的小孔。 焊料润湿* 焊料在金属基材上形成相对均匀、 光滑、连续的附着膜。 3.2 材料 所有的化学材料均应当为商用级或 更好。为了防止污染,应当经常使用新的溶剂。 3.2.1 焊料 对于锡铅测试,焊料成分应当为 符合J-STD-006要求的Sn60/Pb40或Sn63/Pb37。 测试期间,应当按照3.5.2节的要求维持焊料的 成分及其杂质含量。 测 试 S 中 所 用 的 锡 铅 焊 膏 成 分应当为符合 J-STD-005 要求的 Sn60/Pb40 或 Sn63/Pb37,粒 度 为-325/+500,助焊剂类型为ROL1。焊膏应当满 足制造商技术规范中的贮存和保质期要求。可 根据用户和供应商的协定在测试S中使用用户在 具体生产中实际采用的焊膏产品。 对于无铅测试,焊料成分应当为符合J-STD006要求的Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305),用户 和供应商可协定使用其它无铅焊料合金。 测试 S1 中所用的无铅焊膏成分应当为符合 J-STD-005要求的Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305), 粒度为-325/+500目,助焊剂类型由用户和供应 商协商确定。焊膏应当满足制造商技术规范中 的贮存和保质期要求。用户和供应商可协商使 用其它无铅焊膏。可根据用户和供应商的协议 在测试S1中使用用户在具体生产中实际采用的 焊膏产品。 3.2.2 助焊剂 锡铅可焊性测试所用助焊剂应当 为1号标准活性松香助焊剂,其成分为:将重量 比为25%±0.5%的松香和重量比为0.15%±0.01% 的二乙胺盐酸盐(CAS 660-68-4)溶解于重量比 为74.85%±0.5%的异丙醇中(见表3-1)。 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 无铅可焊性测试所用助焊剂应当为2号标准 活性松香助焊剂,其成分为:将重量比为25%± 0.5%的松香和重量比为0.39%±0.01%的二乙胺盐 酸盐(CAS 660-68-4)溶解于重量比74.61%±0.5% 的异丙醇中(见表3-1)。 表3-1 助焊剂成分 构成 松香 二乙胺盐酸盐 (CAS 660-68-4) 异丙醇(IPA) (CAS67-63-0) 氯当量 成分的重量百分⽐ 1号助焊剂 2号助焊剂 25±0.5 25±0.5 0.15±0.01 0.39±0.01 余量 0.2 余量 0.5 附录E为工业测试助焊剂产品生产商名录。 为测试C和C1而制备的标准铜缠绕导线所 用的助焊剂(见3.2.4节)应当符合J-STD-004中 ROL1类型助焊剂的要求。这种助焊剂应当仅限 于制备标准缠绕导线,而不应当用于本标准任 何方法的可焊性测试。 3.2.2.1 助焊剂的维护 1号和2号标准活性松香 助焊剂不使用时,应当密封贮存,使用8小时后 丢弃;或助焊剂比重应当维持在0.843±0.005, 温度为25±2 ºC[77±3.6 ºF],使用一周后丢弃。 3.2.3 助焊剂去除 在进行可焊性评定之前, 用于清洗引线和端子上助焊剂的材料应当能够 去除可见的助焊剂残留物(见5.4节)。清洗后的 表面不应当有机械损伤。 3.2.4 标准铜缠绕导线 4.2.3.2节中规定的标 准缠绕导线应当是由符合(CID)A-A-59551要 求的S类、软的或是冷拉退火的未涂覆的材料制 成,并按照下面的工艺制备。 缠绕导线的标称直径应当为0.6mm[0.023in]。缠 绕导线的制备过程应当如下: a. 拉直导线,并将导线切割成适宜长度(最短 为50mm[1.9in])。 b. 浸入适当清洗剂(例如;异丙醇)中2分钟, 以去除油脂。 c. 在室温下,在含有氟硼酸10%HBF4(体积) 的水中清洗5分钟,同时进行搅拌。操作时要 小心。 3 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 d. 漂洗去除酸,步骤如下: 1. 用常温水漂洗两次(去离子水或蒸馏水) 2. 用异丙醇漂洗两次 3. 自然干燥。 e. 浸入J-STD-004规定的ROL1类型助焊剂中。 f. 对于锡铅焊料,浸入245±5 ºC[473±9 ºF]的熔融 焊料中5秒钟。对于无铅焊料,浸入255±5 ºC [491±9 ºF]的熔融焊料中5秒钟。 按照3.2.3节的要求清洗或漂洗,以去除或溶解 残留的助焊剂。 标准缠绕导线如果不立即使用时,要将其 贮存在干净、有盖的容器中。在涂覆后,标准 绕线的使用寿命不应当超过30天。 3.2.5 ⽔ 用于蒸汽老化的水应当为蒸馏水或 去离子水。 3.3 设备 下列设备适用于本标准所述的两种 或两种以上的可焊性测试方法。专门用于某一 测试方法的设备,在第四章有关具体测试方法 的章节中予以说明。 3.3.1 蒸汽⽼化设备 蒸汽老化箱应当由非腐 蚀性材料制成,如:硅酸硼玻璃、石英玻璃、不 锈钢或PTFE。试样夹具应当是不容易发生电腐 蚀反应的。容器应该是绝缘的。应当根据表3-2 的要求维持老化等级下的蒸汽温度。 表3-2 蒸汽温度要求 海拔⾼度 0-305m 305-610m 610-914m 914-1219m 1219-1524m 1524-1829m 当地平均沸点 (ºC) 100 99 98 97 96 95 蒸汽温度限值 (ºC) 93±3 92±3 91±3 90±3 89±3 88±3 应当采取防止压力过大的安全措施和保持 适当水位的措施。这两种情况都不应当导致蒸 汽冷却至低于规定温度。冷凝水应当自由滴落 回水中。应该特别注意尽量减少冷凝水与试样 之间的接触。 3.3.2 焊料槽 所有适用的测试应当使用恒温 控制的静态焊料槽。焊料槽应当具有足够的尺 2008年11月 寸,以便容纳试样和足够的焊料,以保持测试期 间 的 焊 料 温 度,并 防 止杂质含量超过限值(见 3.5.1节和3.5.2节)。至少应该使用750g焊料。 注:当使用无铅焊料合金时,应该采取预防措 施以防止由于金属侵蚀损坏焊料槽。 3.3.3 光学检查设备 所有要求目检的测试 方法应当使用具有10倍放大倍数、配备有刻度 线或等效装置的放大装置进行测量(见各项测 试方法)。图3-1显示了刻度线的实例。应当使用 无影灯光进行适当的检验。 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 图3-1 刻度线实例 50 IPC-002c-3-1 3.3.3.1 仲裁放⼤倍数 仲裁放大倍数应当为30 倍。对于细节距有引线元器件(0.5mm[0.020in] 节距或更小),裁放大倍数应当为70倍。仲裁条 件应当只用于验收在检验放大倍数下被拒收的 产品。 4 2008年11月 3.3.4 浸⼊装置 浸焊装置应当是机械式的或 机电式的,能够按照4.2.1至4.2.9节的规定控制 浸入和提出速度、停留时间和浸入深度。夹具 的设计应当可以防止过多的助焊剂残留在夹具 中,并能使热损耗最小化和确保测试结果的可 再现性。 3.3.5 计时装置 计时装置应当是自动的,适 用时,能满足测试方法的精度要求。 3.4 测试准备 3.4.1 试样的准备和表⾯条件 应当在相当于 实际组装焊接时的条件下对所有的元器件引线 或端子进行测试。应当采用不会引起污染的方 式处理待测试样表面,也不应当擦拭、清洗、 刮削或研磨待测试的引线或端子。 应当在适用的采购文件中规定引线或端子 的专门制备要求,如测试前的弯曲或重新定向。 如果必须去除多股线上的绝缘皮时,应当采用 不会使导线的各股线松散或受损的方式。 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 3.4.1.1 蒸汽⽼化分类 用户应当向供应商指 定所要求的涂覆层耐久性(见1.4节),并将此作 为采购协议的一部分。应当按照表1-1的要求进 行加速蒸汽老化。应当按照表3-3进行可焊性测 试。 3.4.2 蒸汽⽼化 在涂敷助焊剂和进行可焊性 测试之前,2类和3类涂层耐久性的所有试样应当 在 3.3.1 节所述条件下且蒸 汽 温 度低于当地沸点 7 ºC[12.6 ºF]的设备中进行老化(见表3-2)。 将待 测 试 的 所 有 元 器 件 置 于 蒸 汽 老 化箱 内,试样的引线或端子不应当触碰到老化箱腔 壁,这样形成的冷凝水就不会从引线或端子排 放到封装体,比如:对于双列封装,采取“引 线向下”(dead bug)的方式放置在老化箱内。 不应当将试样堆叠放置于老化箱内,这样 会限制其表面暴露于蒸汽中。试样距老化箱外壁 应当大于10mm[0.39in],同时不应当接触老化箱 内腔壁。此外,试样的任意一部分都应当距离 水面40mm[1.57in]以上。 表3-3 根据元器件类型选择可焊性测试⽅法 测试⽅法 缠绕导线 具有外观验收标准的测试 A – 浸焊观察测试(有引线元器件和多股导线),锡铅焊料 A1 – 浸焊观察测试(有引线元器件和多股导线),无铅焊料 B – 浸焊观察测试(无引线元器件),锡铅焊料 B1 – 浸焊观察测试(无引线元器件),无铅焊料 C – 缠绕导线测试,锡铅焊料 C1 – 缠绕导线测试,无铅焊料 X D – 金属层耐溶蚀性/退润湿测试,锡铅焊料和无铅焊料 S – 表面贴装工艺模拟测试,锡铅焊料 S1 – 表面贴装工艺模拟测试,无铅焊料 ⼒度测量测试 E – 润湿称量焊料槽测试(有引线元器件),锡铅焊料 E1 – 润湿称量焊料槽测试(有引线元器件),无铅焊料 F – 润湿称量焊料槽测试(无引线元器件)锡铅焊料 F1 – 润湿称量焊料槽测试(无引线元器件)无铅焊料 G – 润湿称量焊球测试,锡铅焊料 G1 – 润湿称量焊球测试,无铅焊料 通孔组装 X X ⽆引线 X X X X X 表⾯贴装 J形引线 鸥翼形引线 X X X X X X X X X X 5 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 3.4.2.1 ⽼化后的⼲燥 完成了蒸汽老化后, 应当从老化箱内立即取出试样,自然干燥。应当 在从老化箱中取出试样后的72小时内,对其进 行可焊性测试。 3.4.2.2 设备维护 在使用前,应当用去离子 水或蒸馏水或过氧化氢清洗蒸汽老化装置,以 清除任何累积的残留物。这种清洗应该在蒸汽 老化完成后的5个工作日内进行。 3.4.3 待测试表⾯ 应当按照测试方法(见附 录A)评定待焊接引线或端子的关键区域的可焊 性。关键区域应当包括芯片载体的底部端子和城 堡形端子及分立器件的所有待焊接表面。按照 方法 A 测试的通孔元器件引线应当有 25mm[0.98 in]的部分用于评定可焊性;如整个引线小于25 mm[0.98in],则评定整个引线的可焊性(见4.2.1.4 节)。应当按照表3-3选择测试方法。 按照方法D测试的表面在浸入期间应当完全 浸入熔融焊料中(见4.2.4节)。 3.5 焊料槽要求 3.5.1 焊料温度 锡/铅可焊性测试应当在焊 料温度为245±5 °C[473±9 °F]时进行。无铅可焊 性测试应当在焊料温度为255±5 °C[491±9 °F]进 行。对于测试方法D,锡/铅或无铅焊料合金温度 应当为260±5 °C[500±9 °F]。 3.5.2 焊料杂质控制 用于可焊性测试的焊料 槽内的焊料应当进行化学或光谱分析,或每隔30 个工作日进行更换。杂质含量的限值和锡含量 必须在表3-4规定的范围内。如果测试结果显示 杂质含量未接近限值,则可以延长分析时间的 间隔。测试期间,应当维持无铅焊料的成分包 括杂质含量,同时根据合金要求调整银及铜元 素的含量。 注:一个工作日为焊料处于使用和熔融状 态下的连续8个小时;或焊料处于使用和熔融状 态下未满8个小时,同样计为一个工作日。 如果杂质含量超过表3-4规定的限值,则应 当更换焊料,并应当缩短焊料分析时间间隔。 应当开发并实施规范化的抽样计划,以证明对 焊料杂质的过程控制。 6 2008年11月 表3-4 焊料槽杂质含量最⼤限值 杂质 锡铅合⾦中杂质最⼤ ⽆铅合⾦中杂质最⼤ 重量百分⽐(1,2) 重量百分⽐(3,4) 铜 0.300 1.000 金 0.200 0.200 镉 0.005 0.005 锌 0.005 0.005 铝 0.006 0.006 锑 0.500 0.500 铁 0.020 0.020 砷 0.030 0.030 铋 0.250 0.250 银 0.100 4.000 镍 0.010 0.010 铅 不适用 0.100 注: 1. 焊料中锡含量应当维持在所用合金标称含量的±1%内,锡含量的测 试频次应当与铜/金杂质含量的测试频次相同。 焊料槽中的剩余成 分应当为铅及上表列出的其它金属。 2. 铜、金、镉、锌及铝杂质总含量不应当超过0.4%。但对无铅合金不 适用。 3. 焊料中的锡含量应当保持在使用的标称合金的±1%范围内。锡含量 的测试频次应当与铜/银含量的测试频次相同。焊料槽中的剩余成 分应当为铅及上表列出的其它金属。 4. 杂质最大限值适用于符合J-STD-006要求的Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC 305)。其 它 无铅合金/杂质最大限值的采用可由用户和供应商协商 确定。 4 测试程序 4.1 助焊剂的使⽤ 应当按照3.2.2节的要求使 用助焊剂。应当在引线和端子上均匀涂敷助焊 剂,而且助焊剂应当覆盖待测试表面。助焊剂 应当置于室温下。4.1节应当应用于所有下列测 试:A、B、C、D、E、F、G、A1、B1、C1、E1、 F1、G1,但不应当应用于测试S和S1,这两项 测试要求使用焊膏,而非单独使用助焊剂。 通孔插装轴向、径向及多引线元器件的引线 应 当 以 与 助 焊 剂 表 面 垂 直 的 角 度 浸入助焊剂 中。表面贴装有引线元器件或无引线元器件的 引线或端子应当以与助焊剂表面呈20º-45º的角 度浸入助焊剂中。待测试表面应当浸入助焊剂中 5-10秒钟。任何可能形成的助焊剂液滴应当采用 吸取的方法去除,要注意不能去除待测试表面上 的助焊剂涂层。对于小型被动表面贴装器件, 可以(但是不要求)从表面上吸取助焊剂液滴。 在浸入焊料前,应当允许被测试的试样干燥5-20 秒。但是在实际浸入动作之前,试样不应当停 留在焊料槽上(不预热)。 2008年11月 4.2 具有外观验收标准的测试 4.2.1 测试A - 锡/铅焊料 - 焊料槽/浸焊观察测 试(引线、导线等) 本测试适用于有引线元器 件、实芯导线和最小直径大于0.254mm[0.01in] 多股导线的焊料槽/浸焊观察测试。 4.2.1.1 仪器 4.2.1.1.1 焊料槽 应当采用满足3.3.2节要求 的焊料槽。焊料应当符合3.2.1节要求。焊料槽 温度和焊料杂质控制应当符合3.5.1节和3.5.2节 要求。 4.2.1.1.2 浸⼊装置 应当使用类似于图4-1所 示的机械或机电浸入装置,除非用户和供应商 之间另有协议。浸入速度、停留时间和提出速 度都应当保持在4.2.1.3节规定的测试极限值内。 通孔元器件引线应当保持垂直于焊料表面。有 引线的表面贴装元器件应当以与焊料表面呈20º45º的(或90º,如果达成协议)角度浸入焊料中 (见图4-2)。对于任何给定的元器件类型,这个 角度应当保持一致。摆动、振动和其它剧烈的 移动应当尽可能最小。 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 *注:图4-1所示焊料工作台内的焊料温度应当为: a)对于锡铅焊料测试,245±5 ºC[473±9 ºF], b)对于无铅焊料测试,255±5 ºC[491±9 ºF]。 4.2.1.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.2.1.3 程序 a. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 b. 应 当 将 涂 覆 有 助 焊 剂 的试样浸入熔融焊料 中,对于有引线通孔元器件,浸入深度应当使 熔 融 焊 料表面距元器件本体或底座面1.27mm [0.050in]以内(取距离元器件本体更远者, 见图4-3)。 c. 浸入和提出速度为25±6mm[0.984±0.24in]/每 秒,停留时间为5+0/-0.5秒(见5.2节)。 d. 试样取出后应当保持在测试状态,并使焊料 在空气中冷却凝固。 e. 在检查前,应当按照3.2.3节要求,去除所有 引线上的可见助焊剂残留物。 4.2.1.4 评定 停止 开始 被测试端子 停留 助焊剂工作台 图4-1 浸⼊⽰意图 停留 焊料工作台 IPC-002c-4-1-cn 7 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2008年11月 20-45º 图4-2 表⾯贴装有引线元器件浸⼊焊料的⾓度 90º 熔融焊料表面 IPC-002c-4-2-cn 1.27mm [0.050in] 图4-3 通孔元器件浸⼊焊料的深度 1.27mm [0.050in] DIP 熔融焊料表面 IPC-002c-4-3-cn 4.2.1.4.1 放⼤倍数 应当使用符合3.3.3节要 求的设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于 细节距有引线元器件(0.5mm[0.020in]节距或更 小),检查的放大倍数应当为30倍。 4.2.1.4.2 接受/拒收要求 所有端子应当呈现 连续的焊料涂层,任何单个端子至少有95%的关 键区域应当无缺陷。对于裸焊盘封装,裸露的焊 盘表面应当呈现连续的焊料涂层,并且这些表 面至少有80%的关键区域无缺陷。除了退润湿、 不润湿和针孔以外,其它的异常现象不能导致 产品被拒收(见附录A和B)。表面贴装元器件的 趾端、在元器件制造过程中未镀覆的或剪切的 元器件端子垂直表面允许暴露端子金属。 8 2008年11月 4.2.2 测试B - 锡/铅焊料 - 焊料槽/浸焊观察测 试(⽆引线元器件) 本测试适用于无引线元器 件的焊料槽/浸焊观察测试。 4.2.2.1 仪器 4.2.2.1.1 焊料槽 应当采用满足3.3.2节要求 的焊料槽。焊料应当符合3.2.1节要求。焊料槽 温度和焊料杂质控制应当符合3.5.1节和3.5.2节 要求。 4.2.2.1.2 垂直浸⼊装置 应当使用类似于图 4-1所示的机械或机电一体的浸入装置,除非用 户和供应商之间另有协议。浸入速度、停留时间 和提出速度应当在4.2.2.3节规定的测试极限值范 围内。表面贴装无引线元器件应当以与熔融焊 料表面呈20º-45º的角度浸入焊料中,而分立片 式元器件和裸焊盘封装的浸入角度应当为90º。 如果用户与供应商之间另有协议,可以采用其 它浸入角度。 4.2.2.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.2.2.3 程序 a. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 b. 涂覆有助焊剂的试样应当浸入熔融焊料中, 浸入深度至少为0.10mm[0.039in](见图4-4)。 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 浸 入 速 度 和 提 出 速 度 为 25±6mm [0.984±0.24 in]/秒,停留时间为5+0/-0.5秒。大热容元器件 在 熔 融 焊 料中的停留时间可能要求更长(见 5.2节)。 c. 试样取出后应当保持在测试状态,并使焊料 在空气中冷却凝固。 d. 在检查前,应当按照3.2.3节要求,去除所有 端子上的可见助焊剂残留物。 4.2.2.4 评定 4.2.2.4.1 放⼤倍数 应当使用符合3.3.3节要求 的设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于细节 距端子元器件(0.5mm[0.020in]节距或更小), 检查的放大倍数应当为30倍。 4.2.2.4.2 接受/拒收要求 所有端子应当呈现 连续的焊料涂层,任何单个端子至少有95%的关 键区域应当无缺陷。对于裸焊盘封装,裸露的焊 盘表面应当呈现连续的焊料涂层,并且这些表 面至少有80%的关键区域无缺陷。除了退润湿、 不润湿和针孔以外,其它的异常现象不能导致 产品被拒收(见附录A和B)。表面组装元器件的 趾端、在元器件制造过程中末镀覆的或剪切的 元器件端子垂直表面允许暴露端子金属。 无引线芯片载体 分立片式元器件 ≥0.10mm [≥0.00394in] 图4-4 ⽆引线元器件浸⼊深度 20º-45º 熔融焊料表面 IPC-002c-4-4-cn 9 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.2.3 测试C - 锡/铅焊料 - 缠绕导线测试(焊 ⽚、接触⽚、端⼦、⼤直径多股导线) 本测试适 用于焊片、接触片、接线柱、直径大于1.016mm [0.040in] 的多股导 线 和 直 径大于1.143mm [0.045 in]的实芯导线。 4.2.3.1 仪器 4.2.3.1.1 焊料槽 应当采用满足3.3.2节要求 的焊料槽。焊料应当符合3.2.1节要求。焊料槽 温度和焊料杂质控制应当符合3.5.1节和3.5.2节 要求。 4.2.3.1.2 浸⼊装置 应当使用类似于图4-1所 示的机械或机电浸入装置,除非用户和供应商 之间另有协议。浸入速度、停留时间和提出速 度都应当保持在4.2.3.3节规定的测试极限值内。 摆动、振动和其它无关的移动应当最小化。 4.2.3.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 a. 用于焊片、接触片、接线柱、直径大于1.016 mm[0.040in] 的多股导线 和 直 径大于1.143mm [0.045in]的实芯导线的标准可焊导线,应当 用标准导线缠绕所有试样待测试部分1.5匝。 b. 应当采用如3.2.4节描述的标准缠绕导线的缠 绕方式(备注:a),使导线不会在浸入焊料 期间移动。图4-5至图4-8所示为这种导线缠 绕方式的实例。 c. 如必要,关于试样待缠绕部分的特殊操作规 程应当在单独的技术规范中规定。 d. 对于为连接直径小于0.6mm[0.024in]导线而设 计的焊片和接触片,3.2.4节中规定的标准铜 缠绕导线的尺寸应当与为焊片和接触片设计 的导线尺寸相同。 图4-5 可接受的可焊接线柱图 10 2008年11月 图4-6 不可焊的接线柱图 图4-7 可接受的可焊多股导线图 图4-8 显⽰有不完整填充的部分可焊多股导线图 4.2.3.3 程序 a. 助焊剂应当置于室温下,且应当符合3.2.2节 要求。 b. 端子应 当浸入助焊剂中,浸入深度至少要覆 盖待测试表面。 c. 待测试的表面浸入焊料中的时间应当为5-10 秒,并应当沥干10-60秒。 d. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 e. 浸入速度和提出速度为每秒25±6mm[0.984± 0.24in],停留时间为7±0.50秒。 f. 应当将元器件固定于浸入装置中,涂覆有助 焊 剂 的 端 子 只 浸入熔融焊料中一次,浸入深 度应当与4.2.3.3节b点的规定相同。 2008年11月 g. 在 浸 入 处 理 后,应 当使 元 器件在空气中冷 却。 h. 在检查前,应当按照3.2.3节要求,去除所有 端子上的可见助焊剂残留物。 4.2.3.4 评定 4.2.3.4.1 放⼤倍数 应当使用符合3.3.3节要 求的设备在10倍放大倍数下检查部件。 4.2.3.4.2 接受/拒收要求 对于焊片、接触片、 接 线 柱 、直径大于1.016mm [0.040in] 的多股导 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 线、直径大于1.143mm[0.045in]的实芯导线,其 可焊性的可接受要求如下: a. 缠绕导线与端子之间的填充总长度至少有 95%应当与端子表面相切,且无缺陷,如针 孔。 b. 参差不齐或不连贯的切线表明是缺陷。 在有争议的情况下,有缺陷的填充长度百分比应 当通过实际测量来确定。见附录B中的图B-4, 其可作为评估允许的5%缺陷的辅助图。 11 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.2.4 测试D - 锡/铅或⽆铅焊料 - ⾦属层耐溶 蚀性测试 本测试是为了揭示由于下列任一情 况是否有可能损失可焊性: a. 不可焊基材上的金属层溶蚀(显示为润湿性 缺失)或。 b. 金属基材上杂质的累积(显示为退润湿)。 4.2.4.1 仪器 4.2.4.1.1 焊料槽 应当采用满足3.3.2节要求 的焊料槽。焊料应当符合3.2.1节要求。焊料槽 温度和焊料杂质控制应当符合3.5.1节和3.5.2节 要求。 4.2.4.1.2 浸⼊装置 应当使用类似于图4-1所 示的机械或机电浸入装置,除非用户和供应商 之间另有协议。浸入速度、停留时间和提出速 度都应当保持在4.2.4.3节规定的测试极限值内。 4.2.4.1.3 ⽅位(浸⼊⾓度) 所有元器件应当 采用垂直运动方式浸入,以确保待焊表面完全 浸入焊料。 4.2.4.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 2008年11月 4.2.4.3 程序 a. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 b. 涂覆有助焊剂的元器件金属层只应当浸入熔 融焊料中一次,浸入深度应当至少能完全覆 盖被测试的端子。 c. 浸入角度应当在20º-45º之间。 d. 浸入速度和提出速度为每秒25±6mm[0.984± 0.24in],停留时间为30±5秒。 4.2.4.4 评定 4.2.4.4.1 放⼤倍数 应当使用符合3.3.3节要求 的设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于细 节距端子元器件(0.5mm[0.020in]节距或更小), 检查的放大倍数应当为30倍。 4.2.4.4.2 接受/拒收要求 耐溶蚀性/退润湿的 可接受要求为:可焊金属层暴露于熔融焊料后, 只 应 当 有 小 于 5% 的部分呈现出裸露的底层、 不润湿的金属基材或金属层或陶瓷基板部分。 12 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.2.5 测试S - 锡/铅焊料 - 表⾯贴装⼯艺模拟 测试 本测试模拟了再流焊工艺中表面贴装元 器件的实际性能。 4.2.5.1 仪器 4.2.5.1.1 模板/丝⽹ 应当使用具有适合于被 测试端子的焊盘图形开口的模板/丝网。除非供 应商和用户之间另有协定,否则,模板标称厚度 应当符合表4-1要求。 表4-1 模板厚度要求 模板标称厚度 元器件引线节距 0.10mm[0.00394in] <0.508mm[<0.020in] 0.15mm[0.00591in] 0.508mm-0.635mm[0.020-0.025in] 0.20mm[0.00787in] >0.635mm[>0.025in] 4.2.5.1.2 焊膏涂敷⼯具 应当使用橡胶或金 属刮刀装置,将焊膏涂敷在模板/丝网上。 b. 小心的移开模板/丝网,避免刮花印刷好的焊 膏。 c. 确认印刷的焊膏图形与待测试的器件端子一 致。 d. 将被测试元器件端子置于印刷好的焊膏上。 e. 在适当的放大倍数下确认元器件的位置。 f. 将测试基板放到适当的再流焊设备中,实施 再流焊接。 g. 再 流 焊 后, 小 心 地 取 出 贴 装有元器件的基 板,并使其冷却至室温。 h. 取下基板上的元器件。由于助焊剂残留物的 作用,元器件引线可能与基板轻微粘附。 i. 在检查前,应当根据3.2.3节的要求,去除所 有引线上的可见助焊剂残留物。在去除助焊 剂残留物过程中,应该注意不要损坏引线。 4.2.5.1.3 测 试 基 板 应 当 使 用 标 称 厚度为 0.635mm[0.025in]的陶瓷基板进行测试。如果供 应商和用户之间有协定,可以使用其它不可润 湿的基板。 4.2.5.1.4 锡/铅再流焊设备 应当使用可达到 锡/铅焊膏再流温度的红外/对流再流焊炉、汽 相再流焊系统或烘箱。除非供应商和用户之间 另有协定,否则,再流焊参数应当符合表4-2的 要求。 4.2.5.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.2.5.3 程序 a. 按 照3.2.1 的 要 求 , 将 焊膏施加到模板/丝网 上,通过使用橡胶/金属刮刀经一次行程的推 刮使焊膏从端子图形印刷至测试基板。 4.2.5.4 评定 4.2.5.4.1 放⼤ 应当使用符合3.3.3节要求的 设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于细节 距端子元器件(0.5mm[0.020in]节距或更小)检 查的放大倍数应当为30倍。 4.2.5.4.2 接受/拒收要求 所有端子应当呈现连 续的焊料涂层,任何单个端子至少有95%的关键 区域应当无缺陷。对于裸焊盘封装,裸露的焊 盘表面应当呈现连续的焊料涂层,并且这些表 面至少有80%的关键区域无缺陷。除了退润湿、 不润湿和针孔以外,其它的异常现象不能导致 产品被拒收(见附录A和B)。表面贴装元器件的 趾端、在元器件制造过程中末镀覆的或剪切的 元器件端子垂直表面允许暴露端子金属。 表4-2 再流焊参数要求 温度 汽相再流焊 215-219 ºC[419-426 ºF] 红外/对流再流焊 150-170 ºC[302-338 ºF]预热 215-230 ºC[419-446 ºF]再流 烘箱 215-230 ºC [419-446 ºF] 注:表4-2的再流参数值用于可焊性测试,与潮湿敏感度等级再流测试参数无关。 时间 焊膏再流后,停留30-60秒 50-70秒 50-70秒 2-5分钟(确保焊膏完全再流) 13 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.2.6 测试A1 - ⽆铅焊料 - 焊料槽/浸焊观察测 试(引线、导线等) 本测试适用于有引线元器 件、实芯导线和最小直径大于0.254mm[0.01in] 多股导线的焊料槽/浸焊观察测试。 4.2.6.1 仪器 4.2.6.1.1 焊料槽 应当采用满足3.3.2节要求 的焊料槽。焊料应当符合3.2.1节要求。焊料槽 温度和焊料杂质控制应当符合3.5.1节和3.5.2节 要求。 4.2.6.1.2 浸⼊装置 应当使用类似于图4-1所 示的机械或机电浸入装置,除非用户和供应商 之间另有协议。浸入速度、停留时间和提出速 度都应当保持在4.2.6.3节规定的测试极限值内。 通孔元器件引线应当保持垂直于焊料表面。有 引线的表面贴装元器件应当以与焊料表面呈20º45º的(或90º,如果达成协议)角度浸入焊料中 (见图4-2)。对于任何给定的元器件类型,该角 度应当保持一致。摆动、振动和其它剧烈的移动 应当尽可能最小。 4.2.6.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.2.6.3 程序 a. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 2008年11月 b. 应 当 将 涂 覆 有 助 焊 剂 的 试 样浸入熔融焊料 中,对于有引线通孔元器件,浸入深度应当使 熔 融 焊 料 表 面 距元器件本体或至底座面1.25 mm[0.049in]以内(取 距 离 元 器 件 本 体 更 远 者)。(见图4-3)。 c. 浸入和提出速度为25±6mm[0.984±0.24in]/每 秒,停留时间为5+0/-0.5秒(见5.2节)。 d. 试样取出后应当保持在测试状态,并使焊料 在空气中冷却凝固。 e. 在检查前,应当按照3.2.3节要求,去除所有 引线上的可见助焊剂残留物。 4.2.6.4 评定 4.2.6.4.1 放⼤倍数 应当使用符合3.3.3节要 求的设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于 细节距有引线元器件(0.5mm[0.020in]节距或更 小),检查的放大倍数应当为30倍。 4.2.6.4.2 接受/拒收要求 所有端子应当呈现 连续的焊料涂层,任何单个端子至少有95%的关 键区域应当无缺陷。对于裸焊盘封装,裸露的焊 盘表面应当呈现连续的焊料涂层,并且这些表 面至少有80%的关键区域无缺陷。除了退润湿、 不润湿和针孔以外,其它的异常现象不能导致 产品被拒收(见附录A和B)。表面贴装元器件的 趾端、在元器件制造过程中末镀覆的或剪切的 元器件端子垂直表面允许暴露端子金属。 14 2008年11月 4.2.7 测试B1 - ⽆铅焊料 - 焊料槽/浸焊观察测 试(⽆引线元器件) 本测试适用于无引线元器 件的焊料槽/浸焊观察测试。 4.2.7.1 仪器 4.2.7.1.1 焊料槽 应当采用满足3.3.2节要求 的焊料槽。焊料应当符合3.2.1节要求。焊料槽 温度和焊料杂质控制应当符合3.5.1节和3.5.2节 要求。 4.2.7.1.2 垂直浸⼊装置 应当使用类似于图 4-1所示的机械或机电一体的浸入装置,除非用 户和供应商之间另有协议。浸入速度、停留时间 和提出速度应当在4.2.7.3节规定的测试极限值范 围内。表面贴装无引线元器件应当以与熔融焊 料表面呈20º-45º的角度浸入焊料中,而分立片 式元器件和裸焊盘封装的浸入角度应当为90º。 如果用户与供应商之间另有协议,可以采用其 它浸入角度。 4.2.7.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.2.7.3 程序 a. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 b. 涂覆有助焊剂的试样应当浸入熔融焊料中, 浸入深度至少为0.10mm[0.039in](见图4-4)。 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 浸 入 速 度 和 提 出 速 度 为 25±6mm [0.984±0.24 in]/秒,停留时间为5+0/-0.5秒。大热容元器件 在 熔 融 焊 料中 的 停留时 间可能要求更长(见 5.2节)。 c. 试样取出后应当保持在测试状态,并使焊料 在空气中冷却凝固。 d. 在检查前,应当按照3.2.3节要求,去除所有 端子上的可见助焊剂残留物。 4.2.7.4 评定 4.2.7.4.1 放⼤倍数 应当使用符合3.3.3节要 求的设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于 细 节 距 端 子 元 器 件 (0.5mm[0.020in]节距或更 小),检查的放大倍数应当为30倍。 4.2.7.4.2 接受/拒收要求 所有端子应当呈现 连续的焊料涂层,任何单个端子至少有95%的关 键区域应当无缺陷。对于裸焊盘封装,裸露的 焊盘表面应当呈现连续的焊料涂层,并且这些表 面至少有80%的关键区域无缺陷。除了退润湿、 不润湿和针孔以外,其它的异常现象不能导致 产品被拒收(见附录A和B)。表面贴装元器件的 趾端、在元器件制造过程中末镀覆的或剪切的 元器件端子垂直表面允许暴露端子金属。 15 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.2.8 测试C1 - ⽆铅焊料 - 缠绕导线测试(焊 ⽚、接触⽚、端⼦、⼤直径多股导线) 本测试适 用于焊片、接触片、接线柱、直径大于1.016mm [0.040in] 的 多 股 导 线 和直径大于1.143mm[0.045 in]的实芯导线。 4.2.8.1 仪器 4.2.8.1.1 焊料槽 应当采用满足3.3.2节要求 的焊料槽。焊料应当符合3.2.1节要求。焊料槽 温度和焊料杂质控制应当符合3.5.1节和3.5.2节 要求。 4.2.8.1.2 浸⼊装置 应当使用类似于图4-1所 示的机械或机电浸入装置,除非用户和供应商 之间另有协议。浸入速度、停留时间和提出速 度都应当保持在4.2.8.3节规定的测试极限值内。 摆动、振动和其它无关的移动应当最小化。 4.2.8.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 a. 用于焊片、接线柱、直径大于1.016mm[0.040 in]的多股导线和直径大于1.143mm [0.045in] 的实芯导线的标准可焊导线,应当用标准导 线缠绕所有试样待测试部分1.5匝。 b. 应当采用如3.2.4节描述的标准缠绕导线的缠 绕方式(备注:a),使导线不会在浸入焊料 期间移动。图4-5至图4-8所示为这种导线缠 绕方式的示例。 c. 如必要,关于试样待缠绕部分的特殊操作规 程应当在单独的技术规范中规定。 d. 对于为连接直径小于0.6mm[0.024in]导线而设 计的焊片和接触片,3.2.4节中规定的标准铜 缠绕导线的尺寸应当与为焊片和接触片设计 的导线尺寸相同。 4.2.8.3 程序 a. 助焊剂应当置于室温下,且应当符合3.2.2节 要求。 2008年11月 b. 端子应当浸入助焊剂中,浸入深度至少要覆 盖待测试表面。 c. 待测试的表面浸入焊料中的时间应当为5-10 秒,并应当沥干10-60秒。 d. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 e. 浸入速度和提出速度为每秒25±6mm[0.984± 0.24in],停留时间为7±0.50秒。 f. 应当将元器件固定于浸入装置中,涂覆有助 焊 剂 的 端 子 只 浸入熔融焊料中一次,浸入深 度应当与4.2.8.3节b点的规定相同。 g. 在 浸 入 处 理 后,应 当 使 元 器 件在空气中冷 却。 h. 在检查前,应当按照3.2.3节要求,去除所有 端子上的可见助焊剂残留物。 4.2.8.4 评定 4.2.8.4.1 放⼤倍数 应当使用符合3.3.3节要 求的设备在10倍放大倍数下检查部件。 4.2.8.4.2 接受/拒收要求 对于焊片、接触 片、接线柱、直径大于1.016mm[0.040in]的多股 导线和直径大于1.143mm[0.045in]的实芯导线, 其可焊性的可接受要求如下: a. 缠绕导线与端子之间的填充总长度至少有 95%应当与端子表面相切,且无缺陷,如针 孔。 b. 参差不齐或不连贯的切线表明是缺陷。 在有争议的情况下,有缺陷的填充长度百分比应 当通过实际测量来确定。见附录B中的图B-4, 其可作为评估允许的5%缺陷的辅助图。 16 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.2.9 测试S1 - ⽆铅焊料 - 表⾯贴装⼯艺模拟 测试 本测试模拟了再流焊工艺中表面贴装元 器件的实际性能。 4.2.9.1 仪器 4.2.9.1.1 模板/丝⽹ 应当使用具有适合于被 测试端子的焊盘图形开口的模板/丝网。除非供 应商和用户之间另有协议,模板标称厚度应当 符合表4-3要求。 表4-3 模板厚度要求 模板标称厚度 元器件引线节距 0.10mm[0.00394in] <0.508mm[<0.020in] 0.15mm[0.00591in] 0.508mm-0.635mm[0.020-0.025in] 0.20mm[0.00787in] >0.635mm[>0.025in] b. 小心的移开模板/丝网,避免刮花印刷好的焊 膏。 c. 确认印刷的焊膏图形与待测试的器件端子一 致。 d. 将被测试元器件端子置于印刷好的焊膏上。 e. 在适当的放大倍数下确认元器件的位置。 f. 将测试基板放到适当的再流焊设备中,实施 再流焊接。 g. 再 流 焊 后 , 小 心 地 取 出 贴 装有元器件的基 板,并使其冷却至室温。 h. 取下基板上的元器件。由于助焊剂残留物的 作用,元器件引线可能与基板轻微粘附。 4.2.9.1.2 焊膏涂敷⼯具 应当使用橡胶或金 属刮刀装置,将焊膏涂敷在模板/丝网上。 4.2.9.1.3 测 试 基 板 应 当 使 用标称厚度为 0.635mm[0.025in]的陶瓷基板进行测试。如果供 应商和用户之间有协定,可以使用其它不可润 湿的基板。 4.2.9.1.4 ⽆铅再流焊设备 应当使用可达到 锡/铅焊膏再流温度的红外/对流再流焊炉、汽 相再流焊系统或烘箱。除非供应商和用户之间 另有协定,否则,再流焊参数应当符合表4-4的 规定。 4.2.9.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.2.9.3 步骤 a. 按照3.2.1的要求,将焊膏施加到模板/丝网 上,通过使用橡胶/金属刮刀经一次行程的推 刮使焊膏从端子图形印刷到测试基板。 i. 在检查前,应当根据3.2.3节的要求,去除所 有引线上的可见助焊剂残留物。在去除助焊 剂残留物过程中,应该注意不要损坏引线。 4.2.9.4 评定 4.2.9.4.1 放⼤ 应当使用符合3.3.3节要求的 设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于细节 距有引线/端子元器件(0.5mm[0.020in]节距或 更小),检查的放大倍数应当为30倍。 4.2.9.4.2 接受/拒收要求 所有端子应当呈现 连续的焊料涂层,任何单个端子至少有95%的关 键区域应当无缺陷。对于裸焊盘封装,裸露的 焊盘表面应当呈现连续的焊料涂层,并且这些表 面至少有80%的关键区域无缺陷。除了退润湿、 不润湿和针孔以外,其它的异常现象不能导致 产品被拒收(见附录A和B)。表面贴装元器件的 趾端、在元器件制造过程中末镀覆的或剪切的 元器件端子垂直表面允许暴露端子金属。 表4-4 ⽆铅再流焊参数要求 温度 汽相再流焊 217-240 ºC[423-464 ºF] 红外/对流再流焊 150-180 ºC[302-356 ºF]预热 230-250 ºC[446-482 ºF]再流 烘箱 230-250 ºC[446-482 ºF] 注:表4-4的再流参数值用于可焊性测试,与潮湿敏感度等级再流测试参数无关。 时间 焊膏再流后,停留45-90秒 60-120秒 30-60秒 2-5分钟(确保焊膏完全再流) 17 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.3 ⼒度测量测试 4.3.1 测试E - 锡/铅焊料 - 润湿称量焊料槽测 试(有引线元器件) 本测试适用于有引线元器 件的润湿称量测试。 4.3.1.1 仪器 应当使用焊料润湿力测量装置 (润湿称量),该装置应当包括温度可控的焊料 槽,焊料成分应当符合3.2.1节要求,焊料温度及 焊 料 维 护 应 当 分 别 符 合3.5.1 节 和3.5.2节 的要 求。该 设 备 应 当 具 有 记 录 力度-时间关系的装 置,如图表记录仪、数据采集器或计算机(见图 4-9)。 4.3.1.1.1 浸⼊装置 应当使用润湿称量测试所 包含的机械式或机电式浸入装置。应当预先设置 该装置,以使试样的浸入和提出速度符合4.3.1.3 节的规定。控制试样停留时间以符合4.3.1.3节的 规定。能够感应到元器件引线与熔融焊料接触 的装置也应当是夹具或仪器的一部分。 4.3.1.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.3.1.3 程序 a. 应当使用符合3.2.2节要求的助焊剂,且助焊 剂应当置于室温下。 2008年11月 b. 引线和端子上的助焊剂涂覆应当均匀且应当 覆盖待测试的表面。 c. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 d. 涂覆有助焊剂的端子只应当浸入熔融焊料中 一次,浸入深度为0.10mm[0.0039in]。 e. 浸入角度应当为20º-45º(见图4-2)。 f. 浸入速度和提出速度为1mm-5mm[0.04±0.2 in]/s,停留时间为5+0/-0.5s。大热容元器件在 熔融焊料中的停留时间可能要求更长(见5.2 节)。 4.3.1.4 评定 4.3.1.4.1 放⼤ 应当使用符合3.3.3节要求的 设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于细节 距端子元器件,(0.5mm[0.020in]节距或更小), 检查的放大倍数应当为30倍。 4.3.1.4.2 接受/拒收标准 对于测试E,表4-5列 出了用于可焊性评定的建议标准。图4-10和4-11 图示了表4-5中的建议标准。另外,试样上粘附 有新鲜焊料的面积应当比浸入焊料槽中的试样 的面积大(即元器件在其浸入深度外,应当呈 现出良好的芯吸)。 相对运动 LVDT ( 传感器) 夹具 试样 信号处理器 图表记录仪 图4-9 润湿称量装置 18 焊料槽 加热器 控制器 IPC-002c-4-9-cn 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.3.1.4.3 量具的可重复性和可再现性(GR& R)协议 附录H中包含了建议使用的量具的可 重复性和可再现性(GR&R)协议,可由用户和 供应商协商使用,以确保正确校准各自的润湿 称量设备。 表4-5 润湿称量参数和建议评定标准 建议标准1 参数 说明 To 经过浮力修正的零交时间 F2 从测试开始到2秒时的润湿力 F5 从测试开始到5秒时的润湿力 AA 从测试开始后润湿曲线区域的积分面积 A组 ≤1秒 ≤2秒时,大于等于50%的最大理论润湿力2 不小于F2值的90% 使用试样浮力和50%的最大理论润湿力计 算得到的积分面积3 B组 ≤2秒 ≤2秒时,为正值 不小于F2值的90% >零(0) 1. 这些建议标准分为两组,其中A组更严格。符合A组标准的元器件比符合B组要求的元器件具有更大的焊接工艺窗口。对于较大的工艺窗口, 满足B组标准的元器件是完全可以接受的,但用户必须确定哪组标准能与其工艺更匹配。 2. 最大理论润湿力的计算方法见附录C。 3. 计算方法见附录D。(建议将该计算方法编写为软件,用于控制润湿称量测试设备。) 力/mm (µN/mm) 平衡态润湿力 AA F2 F5 时间(s) T0 图4-10 A组润湿曲线 力/mm (µN/mm) 0 T0 图4-11 B组润湿曲线 经过浮力修正的零轴 IPC-002c-4-10-cn AA F2 F5 时间(s) 经过浮力修正的零轴 IPC-002c-4-11-cn 19 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.3.2 测试F - 锡/铅焊料 - 润湿称量焊料槽测 试(⽆引线元器件) 本测试适用于无引线元器 件的润湿称量测试。 4.3.2.1 仪器 应当使用焊料润湿力测量装 置(润湿称量),该装置应当包括温度可控的焊 料槽,焊料成分应当符合3.2.1节要求,焊料温 度及焊料维护应当分别符合3.5.1节和3.5.2节的 要求。该设备应当具有记录力度-时间关系的装 置,如图表记录仪、数据采集器或计算机(见图 4-9)。 4.3.2.1.1 浸⼊装置 应当使用润湿称量测试所 包含的机械式或机电式浸入装置。应当预先设置 该装置,以使试样的浸入和提出速度符合4.3.2.3 节的规定。控制试样停留时间以符合4.3.2.3节的 规定。 4.3.2.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.3.2.3 程序 a. 应当使用符合3.2.2节要求的助焊剂,且助焊 剂应当置于室温下。 b. 引线和端子上的助焊剂涂覆应当均匀且应当 覆盖待测试的表面。 c. 浸入速 度 和 提出速度为每秒1mm-5mm[0.04± 0.2in],停留时间为5+0/-0.5s。大热容元器件 在 熔 融 焊 料中的停留时间可能要求更长(见 5.2节)。 2008年11月 d. 涂覆助焊剂并在助焊剂中停留后,应当将试 样安装在测试设备上。 e. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 f. 涂覆有助焊剂的端子只应当浸入熔融焊料中 一次,浸入深度最小为0.10mm[0.0039in]。 g. 浸入角度应当如图4-4所示。 h. 应当采用符合4.3.2.1节规定的设备记录完整 的曲线。 4.3.2.4 评定 4.3.2.4.1 放⼤ 应当使用符合3.3.3节要求的 设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于细节 距端子元器件,(0.5mm[0.020in]节距或更小), 检查的放大倍数应当为30倍。 4.3.2.4.2 接受/拒收标准 对于测试F,表4-5列 出了用于可焊性评定的建议标准。图4-10和4-11 图示了表4-5中的建议标准。另外,试样上粘附 有新鲜焊料的面积应当比浸入焊料槽中的试样 的面积大(即元器件在其浸入深度外,应当呈 现出良好的焊料芯吸)。 4.3.2.4.3 量具的可重复性和可再现性(GR& R)协议 附录H中包含了建议使用的量具的可 重复性和可再现性(GR&R)协议,可由用户和 供应商协商使用,以确保正确校准各自的润湿 称量设备。 20 2008年11月 4.3.3 测试G - 锡/铅焊料 - 润湿称量焊料球测 试 本测试适用于元器件的润湿称量焊料球测 试。 4.3.3.1 仪器 使用焊料润湿力测量装置(润 湿称量),该装置包括温控的、压装到铝外壳中 的垂直、圆柱铁轴,将一块特定尺寸的焊料放 在该铝外壳上。例如:要形成直径为4mm的焊料 球,适合放200mg的 焊 料 块;要形成直径为3.2 mm的焊料球,适合放100mg的焊料块;要形成 直径为2mm的焊料球,适合放25mg的焊料块; 要 形 成 直 径 为1mm的焊料球,适合放5mg焊料 块。在每次实施了可焊性测试后,理想情况下, 应该更换熔融的焊料球,但是,对于极小的元 器件,每次测试时焊料球体积的减少不大于1% 时,熔融的焊料球可最多重新使用五次。该设备 应当具有记录力-时间关系的装置,如图表记录 仪、数据采集器或计算机。 4.3.3.1.1 浸⼊装置 应当使用润湿称量测试 所包含的机械式或机电式浸入装置。应当预先 设 置 该 装 置 ,以使试样的浸入和提出速度符合 4.3.3.3.3节 的 规 定。控 制 试 样 停 留 时 间 以 符 合 4.3.3.3.3节的规定。 4.3.3.2 材料 4.3.3.2.1 助焊剂 应当使用符合3.2.2节要求 的助焊剂。 4.3.3.2.2 焊料 焊料应当符合3.2.1节的要求。 可以使用用户与供应商协商确定的其它合金。 4.3.3.2.3 试样 试样应当是整个元器件或是 从元器件上拆下来的一根引线。理想情况下, 被浸入元器件的截面可是矩形、方形或圆形, 以便于最大理论润湿力的计算。元器件上应该 没有毛刺,但是如果有,通常都是出现在生产 中使用的元器件上,并且不应该去除,因为实 际上这种毛刺可能是不良可焊性的成因。不允 许清洗试样。如果需要进行预处理,测试方与 其他几方必须事先达成一致意见。 4.3.3.3 程序 4.3.3.3.1 焊料的温度 在进行测试前,应当 将焊料的温度稳定在测试所要求的温度下。该 温度应当符合3.5.1节的要求。 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.3.3.3.2 助焊剂涂敷 使用一个洁净的棉签 将极少量的助焊剂涂敷到待测试的表面或引线 上及焊料球上。涂覆有助焊剂的元器件上不应当 有多余的助焊剂滴落,或应当使用一块洁净的 化学实验室用滤纸小心地接触待测试表面的最 低点,吸取完多余的助焊剂。对于此项测试, 应该用小容器装入少量助焊剂,并只在棉签浸 入时才打开该容器,以防止助焊剂挥发。棉签 使用5至10次后,应该废弃并更换新的棉签,并 且确保所有测试用棉签的更换时间间隔相同。 如果测试中断几分钟以上的话,那么就应该使 用新的棉签。 4.3.3.3.3 浸⼊⾓度、浸⼊深度和浸⼊速度 应 当选用适当的夹子来夹持如表4-6所规定的元器 件,夹持方式如图4-12所示。不要使待测试的表 面受到污染,将试样安装在适当的夹子或可焊 性测试仪制造商提供的其它装置上,并将其小 心地安装到机器中,以防止损坏传感器,或造 成元器件在夹子(或其它夹具)中的移位。试样 可焊表面与焊料球之间的距离应该是固定的。 浸 入 速 度 应 该 控 制 在 1 mm/s 到 5 mm/s [0.039in/s 到0.20in/sec]之间,以确保多数试样能够完全浸 入。停留时间应该为5秒。对于大元器件或大热 容元器件可能必需采用10秒的停留时间(见5.2 节)。 4.3.3.3.4 预热 应该根据用户与供应商之间 事先达成的协议(AABUS)来决定是否采用预 热。 4.3.3.4 评定 4.3.3.4.1 放⼤ 100倍的放大倍数可能是必需 的,例如,检查小于0402的片式元器件时。 4.3.3.4.2 建议标准 在测试后进行检查之前, 应当采用符合3.2.3节要求的清洗剂去除所有试 样上的助焊剂。粘附有新鲜焊料的试样面积应当 大于浸入到焊料球中的面积(即元器件在其浸 入深度外应当呈现良好的润湿)。除此之外,表 4-7列出了建议标准。 21 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2008年11月 表4-6 元器件的浸⼊⾓度及浸⼊深度(直接引⾃IEC 60068-2-69) 元器件a 图 浸⼊深度 引出端尺⼨ 球重量 浸⼊⾓度b (见图4-20) (mm) (mm) (mg) 备注 电容 1005(0402) 1608(0603) 2012(0805) 3216(1206) 水平或垂直 2A、2B 水平 2A 2 25 0.10 3、2或4 100或200 4 200 电阻 1005(0402) 1608(0603) 2012(0805) 3216(1206) 水平 2B 2A、2B 0.10 水平或垂直 2A、2B、 2Hc 2 25 3、2或4 100或200 4 200 钽电容、 LED 壳体尺寸 Ad、B、C、D 垂直 2Hc 0.10 4 200 SOT23、25、 26、323、343、 353、363 2D 0.10 2 25 有引线的 SMD SOT89 SOT223、523 鸥翼形引线二级管 任何SOIC、 VSO、QFP、SOP PLCC、SOJ QFN 20-45 水平 水平 0.20 2F 0.25 4 2D 0.20 2E 0.10 2Hc 0.10 2 只测一个引线 200 去除足够多的引 线以避免被测试 的引线桥接 25 小心避免桥接 圆柱体SMD 水平或垂直 2A、2B 0.25 4 200 SOD80 垂直 2B 0.20 4 200 BGA、CSP或LGAe 水平 2G 0.10 1 只能测试外围的 10 球并只能测试 1.0mm以上节距 的器件 不建议用于尺寸小于1005(0402)的元器件。 对于3216(1206)尺寸的电容,最好采用焊料槽方法。 建议停留时间为5s, 但SOT89和SOT223元器件的建议停留时间为10s。 对于图2B,距焊料球顶部向右侧的偏移距离应当控制在引出端直径的0%到15%之间,并应当避免向左侧偏移。 a 对于括号内的元器件,其尺寸是用英制表示的。 b 试样端子或引线应该朝向焊料表面。 c 采用图2B时,图2H也适用于没有电极朝向焊料表面的元器件。 d 该测试只适用于某些特定的测试设备。 e 该测试只推荐用于在相应温度下不会熔化的BGA焊料球和凸台,设计的元器件焊料合金也不会在再流焊操作期间 熔融。 22 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2 A – 水平 2 B – 垂直 2 C – 20º-45º 2 D – 20º-45º 2 E – 水平 2 F – 20º-45º 2G 图4-12 元器件和浸⼊⾓度(直接引⾃IEC 60068-2-69) 2 H – 垂直 IPC-002c-4-12-cn 表4-7 润湿称量参数和建议评定标准 建议标准 参数 说明 To 经过浮力修正的零交时间 F2 从测试开始到2秒时的润湿力 F5 从测试开始到5秒时的润湿力 AA 从测试开始后润湿曲线区域的积分面积 F2 从测试开始到2秒时的润湿力 F5 从测试开始到5秒时的润湿力 A组 ≤1秒 ≤2秒时,大于等于50%的最大理论 润湿力2 不小于F2的正值 使用试样浮力和50%的最大理论润 湿力计算得到的积分面积 ≤2秒时时,大于等于25%的最大理 论润湿力 不小于于F2值的90% B组 ≤2秒 小于等于2秒时,为正值 不小于F2值 >零(0) 23 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.3.4 测试E1 - ⽆铅焊料 - 润湿称量焊料槽测 试(有引线元器件) 本测试适用于有引线元器 件的润湿称量测试。 4.3.4.1 仪器 应当使用焊料润湿力测量装置 (润湿称量),该装置应当包括温度可控的焊料 槽,焊料成分应当符合3.2.1节要求,焊接温度及 焊料维护应当分别符合3.5.1节和3.5.2节的要求。 该设备应当具有记录力度-时间关系的装置,如 图表记录仪、数据采集器或计算机(见图4-9)。 4.3.4.1.1 浸⼊装置 应当使用润湿称量测试 所包含的机械式或机电式浸入装置。应当预先 设置该装置,以使试样的浸入和提出速度符 合4.3.4.3节的规定。控 制 试 样 停 留时 间 以 符合 4.3.4.3节的规定。能够感应到元器件引线与熔融 焊 料 接 触 的 装 置 也 应 当 是 夹 具或仪器的一部 分。 4.3.4.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.3.4.3 程序 a. 应当使用符合3.2.2节要求的助焊剂,且焊剂 应当置于室温下。 b. 引线和端子上的助焊剂涂覆应当均匀且应当 覆盖待测试的表面。 c. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 2008年11月 d. 涂覆有助焊剂的端子只应当浸入熔融焊料中 一次,浸入深度为0.10mm[0.0039in]。 e. 浸入角度应当为20º-45º(见图4-2)。 f. 浸入速度和提出速度为1mm-5mm[0.04±0.2 in]/s,停留时间为5+0/-0.5s。大热容元器件在 熔融焊料中的停留时间可能要求更长(见5.2 节)。 4.3.4.4 评定 4.3.4.4.1 放⼤ 应当使用符合3.3.3节要求的 设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于细节 距端子元器件,(0.5mm[0.020in]节距或更小), 检查的放大倍数应当为30倍。 4.3.4.4.2 接受/拒收标准 对于测试E,表4-5列 出了用于可焊性评定的建议标准。图4-10和4-11 图示了表4-5中的建议标准。另外,试样上粘附 有新鲜焊料的面积应当比浸入焊料槽中的试样 的面积大(即印制板在其浸入深度外,应当呈 现出良好的芯吸)。 4.3.4.4.3 量具的可重复性和可再现性(GR& R)协议 附录H中包含了建议使用的量具的可 重复性和可再现性(GR&R)协议,可由用户和 供应商协商使用,以确保正确校准各自的润湿 称量设备。 24 2008年11月 4.3.5 测试F1 - ⽆铅焊料 - 润湿称量焊料槽测 试(⽆引线元器件) 本测试适用于无引线元器 件的润湿称量测试。 4.3.5.1 仪器 应当使用焊料润湿力测量装置 (润湿称量),该装置应当包括温度可控的焊料 槽,焊料成分应当符合3.2.1节要求,焊接温度 及焊料维护应当分别符合3.5.1节和3.5.2节的要 求。该 设 备 应 当 具 有 记录力度-时间关系的装 置,如图表记录仪、数据采集器或计算机(见图 4-9)。 4.3.5.1.1 浸⼊装置 应当使用润湿称量测试所 包含的机械式或机电式浸入装置。应当预先设置 该装置,以使试样的浸入和提出速度符合4.3.5.3 节的规定。控制试样停留时间以符合4.3.5.3节的 规定。 4.3.5.2 准备 应当按照3.4节的要求准备试样。 4.3.5.3 程序 a. 应当使用符合3.2.2节要求的助焊剂,且助焊 剂应当置于室温下。 b. 引线和端子上的助焊剂涂覆应当均匀且应当 覆盖待测试的表面。 c. 浸入速度和提出速度为每秒1mm-5mm[0.04± 0.2in],停留时间为5+0/-0.5s。大热容元器件 在 熔 融 焊料中的停留时间可能要求更长(见 5.2节)。 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 d. 涂覆助焊剂及在焊料中浸入停留后后,应当 将试样安装在测试设备上。 e. 应当彻底去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂 焦渣,之后立即将端子浸入焊料。 f. 涂覆有助焊剂的端子只应当浸入熔融焊料中 一次,浸入深度为0.10mm[0.0039in]。 g. 浸入角度应当为20º-45º(见图4-2)。 h. 应当采用符合4.3.5.1节规定的设备记录完整 的曲线。 4.3.5.4 评定 4.3.5.4.1 放⼤ 应当使用符合3.3.3节要求的 设备在10倍放大倍数下检查元器件。对于细节 距端子元器件,(0.5mm[0.020in] 节 距或更小), 检查的放大倍数应当为30倍。 4.3.5.4.2 接受/拒收标准 对于测试F1,表4-5列 出了用于可焊性评定的建议标准。图4-10和4-11 图示了表4-5中的建议标准。另外,试样上粘附 有新鲜焊料的面积应当比浸入焊料槽中的试样 的面积大(即元器件在其浸入深度外,应当呈 现出良好的焊料芯吸)。 4.3.5.4.3 量具的可重复性和可再现性(GR& R)协议 附录H中包含了建议使用的量具的可 重复性和可再现性(GR&R)协议,可由用户和 供应商协商使用,以确保正确校准各自的润湿 称量设备。 25 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4.3.6 测试G1 - ⽆铅焊料 - 润湿称量焊料球测 试 本测试适用于元器件的润湿称量焊料球测 试。 4.3.6.1 仪器 使用焊料润湿力测量装置(润 湿称量),该装置包括温控的、压装到铝外壳中 的垂直、圆柱铁轴,将一块特定尺寸的焊料放 在该铝外壳上。例如:要形成直径为4mm的球形 块,适合放 200mg 的 焊 料块;要形成直径为3.2 mm的球形块,适合放100mg的焊料块;要形成 直径为2mm的球形块,适合放25mg的焊料块; 要形成直径为1mm球形块,适合放5mg焊料块。 在每次实施了可焊性测试后,应该更换熔融的 焊料球,但是,对于极小的元器件,每次测试 时焊料球体积的减少不大于1%时,熔融的焊料 球最多可重新使用五次。该设备应当具有记录 力度-时间关系的装置,如图表记录仪、数据采 集器或计算机。 4.3.6.1.1 浸⼊装置 应当使用润湿称量测试所 包含的机械式或机电式浸入装置。应当预先设置 该装置,以使试样的浸入和提出速度符合4.3.6.3.3 节的规定。控制试样停留时间以符合4.3.6.3.3节 的规定。 4.3.6.2 材料 4.3.6.2.1 助焊剂 应当使用符合3.2.2节要求 的助焊剂。 4.3.6.2.2 焊料 焊料应当符合3.2.1节的要求。 可以使用用户与供应商协商确定的其它合金。 4.3.6.2.3 试样 试样应当是整个元器件或是 从元器件上拆下来的一根引线。理想情况下, 被浸入元器件的横截面可是矩形、方形或圆形, 以便于最大理论润湿力的计算。元器件应该没 有毛刺,但是如果有,通常都是出现在生产中 使用的元器件上,并且不应该去除,因为实际 上这种毛刺可能是不良可焊性的成因。不允许 清洗试样。如果需要进行调整,测试方与其他 几方必须事先达成一致意见。 4.3.6.3 程序 4.3.6.3.1 焊料的温度 在进行测试前,应当 将焊料的温度稳定在测试所要求的温度下。该 温度应当符合3.5.1节的要求。 2008年11月 4.3.6.3.2 助焊剂涂敷 将极少量的助焊剂涂 敷到待测试的表面或引线上及焊料球上。涂覆 有助焊剂的元器件上不应当有多余的助焊剂滴 落,或应当使用一块洁净的化学实验室用滤纸 小心地接触待测试表面的最低点,吸取完多余 的助焊剂。对于此项测试,应该用小容器装入少 量助焊剂,并只在棉签浸入时才打开该容器, 以防止助焊剂挥发。棉签使用5至10次后,应该 废弃并更换新的棉签,并且确保所有测试用棉 签的更换时间间隔相同。如果测试中断几分钟 以上的话,那么就应该使用新的棉签。 4.3.6.3.3 浸⼊⾓度、浸⼊深度和浸⼊速度 应 当选用适当的夹子来夹持如表4-6所规定的元器 件,夹持方式如图4-12所示。不要使待测试的表 面受到污染,将试样安装在适当的夹子或可焊 性测试仪制造商提供的其它装置上,并将其小 心地安装到机器中,以防止损坏传感器,或造成 元器件在夹子(或其它夹具)中的移位。试样 可焊表面与焊料球之间的距离应该是固定的。 浸入速度应该控制在1mm/s到5mm/s[0.039in/s到 0.20in/sec]之间,以 确 保 多 数 试 样 能够完全浸 入。停留时间应该为5秒。对于大元器件或大热 容元器件可能必需采用10秒的停留时间(见5.2 节)。 4.3.6.3.4 预热 测试前,应该根据用户与供 应商之间事先达成的协议(AABUS)来决定是 否采用预热。 4.3.6.4 评定 4.3.6.4.1 放⼤ 100倍的放大倍数可能是必需 的,例如,检查小于0402的片式元器件时。 4.3.6.4.2 建议标准 在测试后进行检查之前, 应当采用符合3.2.3节要求的清洗剂去除所有试 样上的助焊剂。粘附有新鲜焊料的试样面积应当 大于浸入到焊料球中的面积,(即元器件在其浸 入深度外应当呈现良好的润湿。)除此之外,表 4-7列出了建议标准。 26 2008年11月 5 注意事项 5.1 活性助焊剂的使⽤ 本标准指定使用含有 一定量活化剂的松香基助焊剂。之所以要求使 用一定量的活化剂,是为了减少采用纯松香型 助焊剂时测试结果的偏差,从而可进行元器件 引线非锡基金属层的可焊性测试,并通过保持 固定的且小于实际生产焊接的活性剂量,提供 理想的可焊性测试安全因子。正如J-STD-002B 中“可焊性测试采用活性助焊剂合理性的委员 会公开信”所报告的一样,使用含有一定量活 性剂的助焊剂进行可焊性测试的益处已通过广 泛的测试得到了证明。 5.2 ⼤热容元器件 在浸入测试中,端子散热 快的大型元器件在浸焊测试中可能需要较长的 停留时间(例如: 测试A、B、C、E和F),允许 更慢地加热。在这种情况下,要求用户与供应 商之间就延长停留时间达成协议。这种协议还 必须说明所采用的具体停留时间。 5.3 抽样计划 抽样计划应当规定在给定的一 批产品中随机所选的元器件数量。应当测试所 选元器件所有引线/端子的可焊性。元器件要通 过可焊性测试,需其每个引线都通过可焊性测 试。应当按照独立的元器件技术规范进行可焊性 测试试样的选择和部署。在某些测试方法中, 有必要将每两个引线中的其中一个,或者是每 三个引线中的其中两个引线弯折,显然,不可 以将这类弯折的引线计算在抽样内。 5.4 安全注意事项 异丙醇是可燃物质。在使 用和 贮 存 异 丙 醇 时 ,必 须 注 意 将 其 远 离 火花 或火 焰 。 仔 细 阅 读 所 有 溶 剂 的 材 料 安 全 数 据 表(MSDS)。应 当 根 据 合 适 的数据表处理所有 化学药品,并依据当地法规进行排放。 5.5 浮⼒修正 为了使润湿称量法得到的润湿 力值可相互比较,由于试样尺寸的变化,特别 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 是宽度和厚度,有必要修正浮力。可改变试样 浸入焊料中的体积来修正浮力。下面的公式可 用于计算浮力修正值。 Fb = d(d1或d2)gnV 其中: d1 = Sn60/Pb40合金在245 °C时的焊料密度(8150 kg/m3) d2 = SAC305合金在255 °C时的焊料密度(7410 kg/m3) g = 重力加速度(9.810 m/s2) V = 浸入体积,单位:m3(宽度x厚度x浸入深度) 通过计算得到的浮力值,单位为牛顿,常规化 后为微牛/mm (以润湿周长计)。如图4-10及图 4-11所示,通过使用润湿力是向上的正值惯例, 为了使润湿时间和润湿力更准确,所有测量都 必须修正浮力。 5.6 加速蒸汽⽼化限制 可焊涂层的加速蒸汽老 化 已 成 为 并 将 一 直 是重点研究的主题(见IPCTR-464)。与其它老化方法相比,蒸汽老化可以 与自然老化类似的方式成功地加速锡和锡/铅表 面的退化。表面氧化的退化过程和Cu/Sn金属间 化 合 物 生 长 都 会 由 于 蒸 汽 的 热 量 和湿气而加 剧。适 当 涂 敷 的锡和锡/铅涂层如可以承受规定 的8小时以上的蒸汽老化环境,那么它就或可承 受超过12个月的自然老化。由于具体形状、贮存 环境和材料结构的综合作用,精确地预测贮存 寿命是不可能的。因此,本技术规范指明1类涂 覆层和3类涂覆层的贮存寿命有重叠,且未规定3 类涂覆层的贮存寿命。对于非锡或锡/铅(2类) 涂层,目前尚未有可以支持超过规定的1小时蒸 汽老化的数据。 27 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 附录A 元器件的关键表⾯ “J”形引线元器件 视图 1 T = 引线厚度 2008年11月 2 xT B 视图 2 C 基座面 2 xT C B A 关键区域=“A”表面(即2倍引线厚度的区域) 图A-1 “J”形引线元器件 IPC-002c-a-1-cn 28 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 被动元器件 测试S和S1 禁区 (底部) 关键区域=“A”表面+“B1”表面 < 1/4T或 0.5mm, 取其中较小者 测试B和B1 不包括区域 关键区域=“A”表面+“B”表面+“B1”表面 (底部) 对于有“顶部/底部”朝向的元器件,不包括“B”表面 圆柱体 不包括区域 图A-2 被动元器件 关键区域=除内边缘外的整个帽端表面 IPC-002c-a-2-cn 29 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 视图 1 鸥翼形元器件 T = 引线厚度 2008年11月 1 xT 基座面 B 视图 2 基座面 1 xT B A (底部) 关键区域=“A”表面(引线底部),即从A表面向上1倍引线厚度的区域 图A-3 鸥翼形元器件 IPC-002c-a-3-cn 30 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 无引线芯片载体 LCC 顶部 底部 关键区域=接触焊盘“A”(底部)+2/3的金属化连接表面“B”及“C” 图A-4 ⽆引线芯⽚载体 LCC IPC-002c-a-4-cn 31 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 视图 1 “L”形引线元器件 T=引线厚度 2008年11月 基座面 视图 2 不包括区域 基座面 H F F=最小填充高度=下列二项的较小者: a) 引线底部上的焊料填充厚度 +0.25×H或 b) 0.5mm[0.0197in]. H B F C 1 xT A(底部) 关键区域=“A”表面(引线底部),即从A表面向上1倍引线厚度的区域 图A-5 “L”形引线元器件 IPC-002c-a-5-cn 32 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 通孔元器件-扁平插针 视图 1 基座面 视图 2 (底部) 关键区域=“A”表面, “B”(边缘)或如没有托高/基座面,低于封装体底部1.27mm 图A-6 通孔元器件-扁平插针 IPC-002c-a-6-cn 33 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 通孔元器件-圆形插针 2008年11月 封装体 基座面 关键区域=插针的整个表面+基座面上0.75mm 或低于封装体底部1.27mm,取其中最小的距离 图A-7 通孔元器件-圆形插针 IPC-002c-a-7-cn 34 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 关键区域 = 表面A(端子底部) 和表面B(裸露的焊盘) C, 端子侧面, 其设计为不能润湿的表面 A, 端子底部 长度L、宽度W 图A-8 裸焊盘封装 B, 暴露的焊盘 长度L、宽度W B, 端子侧面, 关键区域 = 其设计为不能润湿的表面 表面A(端子底部) IPC-002c-a-8-cn 图A-9 仅底部有端⼦的元器件 A, 端子底部 长度L、宽度W IPC-002c-a-9-cn 35 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2008年11月 图A-10 ⾯阵列元器件关键表⾯ IPC-002c-a-10 [关键表面:每个焊料球都应当包括焊膏沉积(焊料沉积均匀、光滑,无退润湿区域)]。对于测试S 和S1—表面贴装工艺模拟,应当以均匀一致的方式润湿元器件引线,无表面氧化的异常现象。 36 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 附录B 评估辅助 B.1 测试A、C、A1和C1的评估辅助 B.2 圆形引线 对于缺陷的测量或引线总表面 积的缺陷面积百分比的估算,圆形引线比扁平矩 形引线更为困难。例如: 在观察圆柱体表面, 如圆形引线时,引线可视宽度为引线直径,直 径为引线直径大小的圆状缺陷,将其铺平后呈 现为椭圆形,该缺陷横向宽度比引线可视表面 宽度窄。 为了帮助可焊性测试检验员在可焊性测试 后评估引线表面百分比,图B-3给出了不同直径 引 线 的 指 南 表。对于0.5mm[0.02in]直径引线的 25.4mm[1.0in]引线表面,检验焊料覆盖率时,10 个直径尺寸缺陷等于总引线表面积的5%。并列 出 了 1/2的直 径尺寸缺陷和1/4直径尺寸缺陷的数 量。这些尺寸的组合很容易统计出总数(见图 B-1)。 在考虑未达到均匀一致地被新焊料涂覆的 面积时和在参照图B-2中说明的定义缺陷时,可 直接采用可见的退润湿和不润湿的面积。 5% 浸 焊 缺 陷 面 积 的 一 个 例子是:长度为 25.4mm[1.0in]、 直径为0.813mm[0.032in]导线 (20 AWG)上有6个直径为0.813mm的缺陷 (见 图B-3、B-4和B-5)。 B.3 ⽅形端⼦ 方形端子应当满足图B-5所示 的可焊性覆盖率指南的要求。 B.4 城堡形端⼦ 城堡形端子应当满足与圆形 引线一样的要求。 “A”类缺陷, 其直径为 0.51 mm “B”类缺陷, 其直径为 0.51 mm的1/2 “C”类缺陷, 其直径为 0.51 mm的1/4 直径为0.51 mm的引线 元器件本体 在直径为0.51mm 且涂覆有焊料的长度为 25.4mm的引线上: 10ਙ“A”类缺陷的总面积—5%的引线面积 40ਙ“B”类缺陷的总面积—5%的引线面积 160ਙ“C”类缺陷的总面积—5%的引线面积 图B-1 缺陷尺⼨辅助图 IPC-002c-b-1-cn 37 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2008年11月 a) 退润湿 b) 不润湿 图B-2 可焊性缺陷类型 c) 针孔 IPC-002c-b-2 38 2008年11月 圆形引线端子 倍数:10倍 5%的关键区域有缺陷 采用MIL.STD.202中的方式评估后 方法208 图208-7 400个单位中的20个随机分布 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 .020 直径 X 1.00 .032 直径 X 1.00 .040 直径 X 1.00 REF: EIA 10X 标识符: 不可见至 可见 25mm引线长度的关键区域: 从至元器件本体1.3mm处开始的表面。 图B-3 5%可允许针孔⾯积的评估辅助图 IPC-002c-b-3-cn 39 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2008年11月 图B-4 5%可允许针孔⾯积的评估辅助图 40 IPC-002c-b-4-cn 2008年11月 图B-5 可焊性覆盖率指南 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 3%缺陷 5%缺陷 8%缺陷 IPC-002c-b-5-cn 41 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2008年11月 附录C 最⼤理论润湿⼒的计算 用Klein Wassin公式计算最大理论润湿力。 力(最大理论值)= (γ) (P) (cosine β) - (d)(g)(V) = [0.4P - 0.08V] mN 其中: P = 在最大浸入深度下,被测试样的周长,即焊 料/印制板或试样上的焊盘(或孔)/空气的界面的 长度,以毫米为单位。 V = 在最大浸入深度下,被测试样位于焊料/印 制板的空气界面以下的体积,以立方毫米为单 位。 γ = 锡铅焊料的表面张力,为0.4mN/mm γ = 无铅焊料的表面张力,为0.5mN/mm α = 印制板与水平面的浸入角度,例如:α = 45° β = 在最佳条件下,焊料和板之间的润湿角度, 例如:β = 0,则cosine β = 1 d = 对于锡60/铅40合金,焊料在235 ºC下的密度, 等于8120kg/m3 d = 对于SAC305合金,焊料在255 ºC下的密度, 等于7410kg/m3 g = 重力常数 = 9.8×103mm/s2 根据器件供应商提供的标称值和以上规范中描 述的封装图和规定的浸入角度和浸入深度计算 周长和体积。在计算当中会用到总周长(以毫 米为单位)和体积,例如:被浸入焊料中的所 有引线的总和。 图C-1图示了如何计算132个I/O的QFP试样的周 长和体积。 其中: w = 引线宽度(标称)= 0.254mm t = 引线高度(标称)= 0.1524mm d = 浸入深度 = 0.3mm l = 底部以20º角度,0.3mm深度浸入后的引线长 度 = 0.877mm m = 顶部以20º角度,0.3mm深度浸入后的引线长 度 = 0.458mm k = 沿引线侧面的焊料/引线/空气界面的长度 = 0.446mm 2k + 2w = 每个引线与焊料界面周长的总长度 = 0.892 + 0.508 = 1.4mm P =(33个引线)每侧周长的总长度 = 46.2 mm 因此: 每个引线浸入的总体积 = 0.254x0.1524x0.458+ 0.5 (0.1524x0.254x0.419)= 0.0177+ 0.0081 = 0.0258 mm3 因 此 , 对 于 132I/O的QFP,其 最 大 理 论 润 湿力 为: 对于33根引线(132I/O的QFP的一侧)= 33x0.0258 mm3 最大力 =(0.4×46.2)-(0.08×0.85)= 18.41mN 对于46.2 mm总周长的元器件: 每个界面长度的最大力 = 399μN/mm 因此,在A组标准中测量的一个元器件的力必须 大于9.2mN或在F2时大于200μN/mm。 注:除了附录D的计算外(参数AA),所有的力 都是参照校正后的零轴,而不是零力线。 1. R.J. Klein Wassink, “Soldering in Electronics,” Edition, Electrochemical Publication, Ayr, Scotland, 1989, pp 308-309 42 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 k 焊料槽表面 d t=0.1524 w=0.254 m l 图C-1 132I/O的PQFP引线的周长和体积 α IPC-002c-c-1-cn 43 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2008年11月 附录D 计算润湿曲线下⾯积的积分值 用最大理论力计算该面积(见图4-18或图4-19)。 因此面积如下: 面积 = 润湿力x时间 - 浮力x时间 面积 =(3.0sec x 最大理论力)- 2.0sec (ρ)(g)V 面积 =(3.0sec x 最大理论力)- 2.0sec x 8.12 x 10-6 kg/mm3 x 9.8 x 103mm/s2 xV 其中V是浸入在焊料槽中的试样体积,计算方法 如附录C。最大理论力的计算方法也见附录C。 计算时做了如下假设: 1. 最大浮力保持2秒钟,形成了负面积:浮力x2 秒。 2. 被测试样受到的润湿力跨过零轴后在2秒钟时 达 到 最 大 值,并在 测 试期间保持该值,即保 持3秒钟。 V = 总体积 = 0.4mm3 最大理论力: 3.97mN 面积 = (3.0sec x 3.97mN) - (2.0sec x 0.08 (kg/mm3 x mm/s2)x 0.4mm3)=11.91mN x 秒 - 0.064(kgmm/ sec) 因为F = ma, 所以mN = kg x mm/sec2或kg = mN sec2/mm 面积 = 11.91mN x 秒 – 0.064(mNsec2/mm)x (mm/ sec) 面积 = 11.91mN x 秒– 0.064mN x 秒 面积 = 11.85mN x 秒 44 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 附录E ⽣⼚商名录 E.1 测试设备⽣产商 下面列出的设备生产商 都已为业界熟知。为了使该生产商名录能够不 断更新,鼓励本标准的使用者提交其他产品生 产商的资料。 E.1.1 测试A、B、C、D、A1、B1、C1 GEN3 Systems Limited (Formerly Concoat Systems) Unit B2, Armstrong Mail, Southwood Business Park, Farnborough, Hampshire GU14 0NR England. 011 44 12 5252 1500 www. gen3systems.com HMP Soldermatics, P.O. Box 948, Canon City., CO 81215, (719) 275-1531 Malcomtech 26200 Industrial Blvd, Hayward CA 64545, (510) 293-0580, www.malcomtech.com Reef Engineering, Unit 6, Bancrofts Road, South Woodham Ferrers, Essex CM3 5UQ 01245 328123 Robotic Process Systems, 23301 E.Mission Ave., Liberty Lake, WA 99019, (509) 891-1680 E.1.2 测试E、F、E1和F1 Convey AB, Harpsundsvagen 113, S-12458 Bandhagen, Sweden 46 (0) 8 99 66 25 GEN3 Systems Limited (Formerly Concoat Systems) Unit B2, Armstrong Mail, Southwood Business Park, Farnborough, Hampshire GU14 0NR England. 011 44 12 5252 1500 www. gen3systems.com Malcomtech 26200 Industrial Blvd, Hayward CA 64545, (510) 293-0580, www.malcomtech.com Metronelec, 54, Route de Sartrouville – Le Montreal 78232 Le PECO Cedex, France USA Distributor; Solderability Testing and Solutions Inc., 18 Wildrose Dr., Edgewood, KY 41017, (859) 331-0598, www.wettingballance. Robotic Process Systems Inc., 23301 E. Mission Ave., Liberty Lake, WA 99019, (509) 891-1680 E.1.3 测试G和G1 GEN3 Systems Limited (Formerly Concoat Systems) Unit B2, Armstrong Mall, Southwood Business Park, Farnborough, Hampshire GU14 0NR England. 011 44 12 52521500 www. gen3systems.com Metronelec, 54, Route de Sartrouville – Le Montreal 78232 Le PECO Cedex, France (USA Distributor: Solderability Testing and Solutions Inc., 18 Wildrose Dr., Edgewood, KY 41017, (859) 331-0598, www.wettingbalance.com E.1.4 蒸汽⽼化设备 H&H Engineering, Inc., 3612 Wood Duck Circle, Stockton, CA 95206 Metronelec, 54, Route de Sartrouville – Le Montreal 78232 Le PECO Cedex, France (USA Distributor: Solderability Testing and Solutions Inc., 18 Wildrose Dr., Edgewood, KY 41017, (859) 331-0598 www.wettingbalance.com Mountaingate Engineering Inc., Campbell, CA 95008, (408) 866-5100 Robotic Process Systems Inc., 23301 E. Mission Ave., Liberty Lake, WA 99019, (509) 891-1680 Zentek Scientific Systems, 3520 Yale Way, Fremont, CA 94538, (510) 651-1581 E.1.5 栅格刻度线 Bender Associates, 5030 South Mill Avenue, Suite C-2, Tempe, AZ 85252, (602) 820–0900 E.2 测试助焊剂产品⽣产商 下面列出的助焊 剂产品生产商都已为业界熟知。为了使该生产 商名录能够不断更新,鼓励本标准的使用者提 交其他产品生产商的资料。 AIM Solder [www.aimsolder.com] – 1号标准助焊 剂,产品编号:RMA 202-25 45 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 Alpha Metals [www.alphametals.com] – 2号标准助 焊剂 GEN3 Systems Limited [www.gen3systems.com] – 产品编号:SMNA – 1号标准助焊剂:Actiec 2 ;2 号标准助焊剂:Actiec 5 Kester [www.kester.com] – 1号标准助焊剂,产品编号:182 2008年11月 QualitekInternational, Inc. [www.qualitek.com] – 1 号标准助焊剂,产品编号:285-25 Solderability Testing and Solutions Inc. [www. wettingbalance.com] – 0.2% 标 准 测 试 助 焊剂和 0.5%标准测试助焊剂 46 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 附录F J-STD-002/J-STD-003委员会关于可焊 性测试采⽤活性助焊剂合理性的公开信 目前的J-STD-002/J-STD-003技术规范所包括的 助焊剂测试方法与过去可焊性测试中所用的方 法不同。具体体现在3.3.2节助焊剂表中: 表3-1 助焊剂成分 构成 松香 二乙胺盐酸盐 (CAS 660-68-4) 异丙醇(IPA) (CAS67-63-0) 氯当量 成分的重量百分⽐ 1号助焊剂 2号助焊剂 25±0.5 25±0.5 0.15±0.01 0.39±0.01 余量 0.2 余量 0.5 J-STD-002/J-STD-003委员会认为要认真研究提 出的任何关于ROLO(以前的标识符为R)使用 的变化,并要求提供采用标准活性助焊剂成分 的适用性的测试数据。J-STD-002/J-STD-003已 经花费了大量的资源致力于助焊剂改变问题, 讨论了详细的化学性质并进行了由多个公司完 成的实验设计(DoE)调查。J-STD-002委员会的 主席,Rockwell Collins的Dave Hillman以及Texas 仪器的Doug Romm、Intersil公司的Mark Kwoka、 Intel公司的Jack McCullen认为委员会已经搜集了 大量的数据并进行了有关主题的充分讨论,支 持所提出的助焊剂材料改变。提出/支持助焊剂 改变的四个基本理由总结如下: 1)对于实施非锡涂层是一个积极主动的可焊性 测试方法 大量的工业研究(1996年NEMI表面涂层任务 组报告、1997年NCMS无铅焊料项目、2000年 美国国家物理实验室CMMT(A)284报告) 已经表明R型助焊剂与非锡表面涂层如钯、 有机可焊性保护涂层(OSP)和浸金不兼容。 在元器件和印制线路板上使用这些金属表面 涂层已不再是例外,而且这些涂层正在被快 速 地 广 泛 应 用。使用只含有天然生成活性剂 的R型助焊剂已经导致产生“错误的不良” 可焊性测试结果,这种结果对元器件/印制板 制造商和组装厂的成本和生产计划产生了负 面影响。 2)减少了可焊性测试的易变性 J-STD-002/J-STD-003 委 员 会 得 到 了Carol Handwerker博士的帮助,并利用美国国家标 准与技术学会(NIST)的资源,调查/比较 了标准活性助焊剂成分与R型助焊剂成分。由 Raytheon System公司的Bill Russell及NIST统 计人员完成的详细统计分析揭示了使用标准 活性助焊剂成分可大大减少可焊性测试的变 化量。J-STD-002/J-STD-003委员会的主要目 标之一是开发可在行业内推广一致性的测试 方法及标准。 3)可焊性评估安全余量的损失问题 采用R型助焊剂的两个主要历史原因是:1) 松香只包含天然产生的助焊剂活性剂成分, 因此不易受到助焊剂供应商的化学配方问题/ 复杂性的影响;2)如果使用R型助焊剂后, 发现元器件或印制线路板表面的可焊性测试 结果可接受,那么在组装工艺中使用活性更 强的助焊剂配方也将能产生可接受的焊接工 艺结果,这是业界公认的事实。可焊性评定安 全余量是行业自己提出并一致同意的决定。 J-STD-002/J-STD-003委员会了解使用R型助 焊剂决定的背后的历史关系并同样强烈希望 维持可焊性评定安全缓冲。但是委员会根据 表面涂层的技术发展、助焊剂供应商的助焊 剂化学配方的改进、不要有过多的会以不增 加价值的方式影响成本和生产计划的安全余 量的愿望,对一些工业输入做出反应重新评 估了可焊性助焊剂成分。委员会进行了一些 测试(Wenger、Kwoga、ACI),证明:在业 界提供的实际元器件和印制线路板上使用具 有特定标准的活性含量,“错误的可接受” 可 焊 性 测 试结 果 的出现率相当低。尚无“通 过ROL1测试 – 未通过ROL0测试 – 在印制板 组装中失效”这种结果的案例出现。事实上 与板级焊接性能相比,使用ROL1和ROL0都 更可能产生“错误的拒收”浸焊观察可焊性 测试结果的情况。 47 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 4)可焊性测试助焊剂成分在在全球范围内的标 准化 J-STD-002/J-STD-003委员会的第二个主 要目标是开发可在电子行业内推广全球标准 化的测试方法及标准。由委员会选定和测试 的标准活性助焊剂成分已经被国际电工委员 会(IEC)60068-2-20焊接技术规范所采用。 IEC 技 术 规 范 被 成 功 地 用 于 可 焊 性 测 试 。 J-STD-002/J-STD-003技术规范与IEC技术规 2008年11月 范的助焊剂成分要求的兼容性对于电子组装 厂和元器件/印制线路板制造商是一个双赢的 事情。 一些主要的助焊剂化学品供应商已询问了电 子工业购买标准活性助焊剂成分的能力,得 到了积极的响应。如有任何疑问,请联系IPC 技术联络员,以获取更详细的资料。 48 2008年11月 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 附录G 润湿称量测试中焊料润湿曲线参数图⽰ 润湿曲线图示 时间 0 0 力 (mN) F1 (s) T1 浮力 F2 时间(s) T2 润湿曲线图示 时间 0 0 力 (mN) F1 T1 浮力 F2 时间(s) T2 49 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 润湿曲线图示 2008年11月 时间 0 Ta 0 力 (mN) Ta F1 T1 F2 浮力 时间(s) T2 润湿曲线图示 时间 0 Ta Tb Ta Tb 0 力 (mN) F1 T1 浮力 F2 时间(s) T2 50 2008年11月 润湿曲线图示 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 时间 0 Fmax 2/3 Fmax 0 Ta Tb 力 (mN) 达到2/3的Fmax 时所用时间 Ta Tb F1 T1 浮力 T2 F2 时间(s) T2 上图强调了润湿称量测试期间通过5个连续步骤测量得到的一组参数。 力 (mN) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 浮力 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 0 典型的润湿曲线 F1 1 2 3 F2 4 5 时间(s) 51 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 2008年11月 附录H 使⽤铜箔试样时,润湿称量量具的 可重复性和可再现性(GR&R)测试协议 1. 应当在仅在测试前单独处理这些测试所用的 所有试样。不要成批清洗试样。 2. 应当采用35μm(1盎司铜)标称厚度的铜箔 进行测试。 3. 铜箔应当无表面处理,收到供应商提供的铜 箔时,其表面应已氧化。不要使用光亮的铜 箔,这表明其采用了表面防锈处理。表面处 理/防腐剂会干扰制作该测试所必需的稳定 的“已知好试样”的能力。 4. 以确保试样的可重复性,铜箔试样应当模切 成成形,铜箔试样的宽度应当为以下尺寸: a. 2mm b. 5mm c. 10mm 5. 为每种铜箔宽度和参与GR&R的每个人建立 单个文件。 6. 测试参数应当为: a. 焊 接 温 度 应 当 为 合 金 及 所采用 的技术 规范 推 荐的温度,如对于SnPb焊料及 采用 ANSI-J-STD-003则 焊 接 温度应当为 235 °C;如采用ANSI-J-STD-002,则焊接 温度应当为245°C。对于SAC305焊料, 无 论 采 用 哪 项 技 术规范,焊接温度都应 当为255 °C。 b. 浸入深度应当是0.4mm。 c. 浸入速度应当为2mm/秒。 d. 在焊料中的停留时间应当为10秒。 e. 浸入角度应当为与焊料表面成90度。 f. 不应当采用预热。 7. 应当按照以下程序为“已知好试样”进行样 品处理: a. 使用镊子将铜箔试样浸入到装有丙酮的 烧杯中,轻轻地搅动20秒。 b. 取出试样,采用“Kim Wipe”或其它合 适的实验室用纸巾抹干试样两面。 c. 再次使用镊子,将上面的试样浸入到20% 的硝酸/DI水溶液中,轻轻地搅动20秒。 d. 立即将试样浸入去离子水中,轻轻搅动 20秒。 e. 按照步骤b抹干试样。 8. 将试样浸入可焊性测试常用的“标准活性助 焊剂”中,浸入时间为5秒。 9. 垂直夹持试样,吸干多余的助焊剂。 10. 将试样放入夹持工具。 11. 开始测试。 12. 对每种铜箔宽度重复10次、每个测试人员重 复10次。进行GR&R研究建议应由三人完成 测试。 13. 为便于处理数据,建议将获得的润湿力转换 为可润湿长度(外围)上的mN/mm。如10 mm 宽 的 试 样 , 可 润 湿的总长度(周长)= [(2x10mm) + (2x0.035mm)] = 20.07mm。 14. 对 于 标 称 活 性 为 0.2%的“标 准 活 性 助 焊 剂”,用 于 计 算 的 润 湿 力 应 当 为 0.31 m N / mm。如果采用了活性更强的助焊剂,应当 采用大的试样来获得平均值,以用于计算。 15. 计算出每种铜箔宽度及每个测试人员的标准 偏差。 52 2008年11月 16. 将标准偏差乘6(对正态分布,这代表±3标 准偏差)。 17. 将该值除以0.31,再乘上100,得到一个百 分比。 18. 将每个人的三个值绘制成表格。 19. GR&R可接受的话,这个值应该小于10%。 20. 当第一次执行GR&R程序时,采用10mm的 试样应该会得到很好的GR&R结果。当使用 较小的试样时,测试人员互相之间的结果将 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 变大。在进行全面的GR&R测试之前,测试 可能不得不重复,或测试人员可能要在测试 前进行一些练习。 21. 除了考核相关的个人外,该协议也可测试设 备水平、提供线性或是否存在的偏差。因为 润湿力已经被标准化为mN/mm,每种试样 宽 度 的 读 数 应 该 是 相 同 的。如果它们明显 不同,且各个测试人员产生的标准偏差低于 10%,则说明润湿称量出现问题,应该联系 设备制造商。 53 此页留作空白 ANSI/IPC-T-50 互联电子线路封装产品 此表格将同步于企业和行业中例行的规定. 欢迎个体或单位参与发表意见。请填写此 份表格并反馈给: IPC 3000 Lakeside Drive, Suite 309S Bannockburn, IL 60015-1249 传真: 847 615.7105 申请人信息: 姓名: 公司名称: 所在城市: 所属国家: 电话号码: ❑ 新的条款及定义的申报. ❑ 对原有条款及定义的补充. ❑ 对原有条款及定义的修改. 日期: 条款及定义申报表 条款 定义 文件: ❑ 不适用 ❑ 要求的 ❑ 待定 ❑ 包括: 电子稿名称: 适用此条款及定义的文件: 如空间不足,请写在背面或附页上. 与此条款及定义相关的委员会: IPC Office Date Received: Comments Collated: Returned for Action: Revision Inclusion: 由IPC 内部填写 Committee 2-30 Date of Initial Review: Comment Resolution: Committee Action: ❑ Accepted ❑ Rejected ❑ Accept Modify Classification Code • Serial Number IEC Classification Terms and Definition Committee Final Approval Authorization: Committee 2-30 has approved the above term for release in the next revision. Name: Committee: IPC 2-30 Date: 此页留作空白 标准改善填写表 IPC/ECA J-STD-002C附修订本1 此表的目的在于让这标准的 欢迎个人或集体对IPC提交 如果您能提供改善建议, 请填好下 有关工业使用者向IPC技术 委员会提供建议. 建议.我们将会收集所有的 建议并上交给相应的委员会. 表并递至: IPC 3000 Lakeside Drive, Suite 309S Bannockburn, IL 60015-1249 传真: 847 615.7105 电子邮件: answers@ipc.org _____________________________________________________________________________________________ 1. 我想对以下提出更改建议: ___要求, 章节数 ___那种测试方法__________, 章节数 __________ 以上章节数被证明为: ___不清楚 ___不适用 ___有误的 ___其他 _____________________________________________________________________________________________ 2. 具体的更改建议: ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ 3. 对于标准的其他改进建议: ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ 提交人: 姓名 电话 公司 电子邮件 地址 城市/国家/洲 日期 IPC 中国 爱比西技术咨询(上海)有限公司 上海办公室 上海市长宁区延安西路1088号2303室 邮编:200052 电话:(86 21)54973435/36 传真:(86 21)54973437 网址:china.ipc.org 深圳办公室 深圳市南山区高新科技园南区方大大厦1807室 邮编:518057 电话:(86 755)86141218/19 Association Connecting Electronics Industries ® 3000 Lakeside Drive, Suite 309 S Bannockburn, IL 60015 847-615-7100 tel 847-615-7105 fax www.ipc.org

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