印制板可焊性测试方法的变化文章来源:PCB制造添加人:PCB采购网添加时间:2007-3-24 22:06:08 摘要:现行IPC印制板可焊性测试方法标准是2003年2月版IPC/EIA JSTD003A,它代替了1992年4月的JSTD003。
最近,为了适应电子组装的无铅化,JSTD003B版正在修订中。
本文主要介绍IPC 印制板可焊性测试方法的变化,同时与IEC、JIS和我国国家标准印制板可焊性测试方法标准作比较。
印制板可焊性是印制板的一项重要性能,测试方法对结果有明显影响,值得注意。
IPC 印制板可焊性测试方法标准最早是1970年的IPCS801《印制线路板可焊性边缘浸焊测试方法》,至1975年,又发布了IPCS803《印制线路板可焊性波峰焊测试方法》。
后来这两个标准于19 82年合并成为IPCS804《印制线路板可焊性测试方法》,1987年修订为IPCS804A。
美国EIA(电子工业协会)当时也制定电子焊接方面的标准。
IPC与EIA联合共同制定联合标准(Joint Standard),其中印制板可焊性测试方法标准为IPC/EIA JSTD003,于1992 年4月发布。
2003年2月修订为IPC/EIA JSTD003A。
以上可焊性试验方法全部是有铅的方法。
为适应无铅化组装的的要求,进行了IPC JSTD0 03B版的修订,增加无铅的可焊性试验方法。
目前为2006年5月的Proposed Standard for B allot(相当于送审稿),本文用JSTD003B(P)来表示。
我国印制板可焊性测试方法的国家标准是GB/T 4677—2002《印制板测试方法》。
对应的IEC标准是IEC 603262:1990《印制板第2 部分试验方法》和IEC 60068220:1979《环境试验第220部分:试验试验T:锡焊》,后来又有IEC 611893《互连结构和组装件用电工材料试验方法第3 部分:互连结构(印制板)的试验方法》。
日本JIS标准的印制板可焊性测试方法是JIS C 50121993《印制线路板试验方法》。
下面重点介绍IPC JSTD003印制板可焊性测试方法的变化,同时也提及我国国家标准、I EC标准和JIS标准的相关内容。
1 测试方法IPC/EIA JSTD003包括五种试验方法:试验A边缘浸焊试验、试验B旋转浸焊试验、试验C浮焊试验法、试验D波峰焊试验和试验E润湿称量试验法,后者称为“未建立接收/拒收准则的试验方法”。
JSTD003A增加了表面安装模拟试验法,但称为试验E,而润湿称量试验法改为试验F,试验方法的总数为六个。
试验A和试验E仅适用于表面可焊性,其它方法既可用于表面、又可用于镀通孔的可焊性。
JSTD003B(P)增加了无铅的可焊性试验方法,分别称为试验A1、试验B1、试验C1、试验D1、试验E1和试验F1,共计有12个方法。
虽然SERA(Sequential Electrochemical Red uction Analysis 循序电化学还原分析法)已于1993年列入MILP55110E的附录内,但JSTD0 03B(P)才提到SERA试验法,且内容待订。
JSTD003没有规定默认的试验方法,JSTD003A规定试验A和试验C为默认的试验方法, J STD003B(P)则默认采用试验A、试验C、试验A1 和试验C1。
本文主要是介绍这些默认的试验方法。
GB/T 4677—2002《印制板测试方法》中的8.2试验14a:可焊性,代替GB/T 4677.10—1 984《印制板可焊性测试方法》,采用了IEC 603262:1990《印制板测试方法》的相应方法,即IEC 60068220《环境试验第220部分:试验试验T:锡焊》第6章试验Tc的旋转浸焊法。
IEC 611893:1997《互连结构和组装件用电工材料试验方法第3部分:互连结构(印制板)的试验方法》中试验3X08为可焊性旋转浸焊试验法,试验3X10为可焊性旋转浸焊试验法,但1999年IEC 611893第1号修改单将这两个试验法撤消了。
JIS C 50121993《印制线路板试验方法》的10.3“可焊性”中规定“装置是浸焊槽、波峰焊槽或者摆动式槽”,其中摆动式就是旋转式。
有关各种方法的细节,本文从略。
2 试样JSTD003和JSTD003A规定试样应为附连试验板或成品板的一部分,尺寸合适时,甚至可以是整板。
JSTD003B(P)除镀通孔试验板外,设计了新的表面可焊性试验板。
3 试样加速老化J-STD-003 规定涂覆层的耐久性分为三个等级:1 级———最低涂覆层耐久性。
此级别板在制造后的30 天内可以焊接,能承受较低程度的受热。
2 级———中等涂覆层耐久性。
此级别板在制造后约可贮存达6 个月之久,能承受中等程度的受热或焊接。
IPC-6012B 默认耐久性为2 级。
3 级———最高涂覆层耐久性。
此级别板在制造后可贮存较长时间(超过6 个月),能承受严酷的受热或焊接加工步骤等。
3 级耐久性的表面可焊性要求试验前作加速老化。
蒸汽老化仅适用于锡和锡铅涂层。
蒸汽的温度比当地水的沸点(与海拔高度有关)低7℃±3℃,时间为8 h±15 min。
JSTD003A的规定基本相同,但将“蒸汽老化(steam aging)”改称为“蒸汽处理(stea m conditioning)”,并增加有机保焊剂(OSP)的涂层老化条件为温度(35±3)℃、相对湿度(85±5)%的试验箱内24 h±15 min。
JSTD003B(P)将蒸汽处理改称“耐久性处理(durability conditioning)”,方法为放置在温度(72±5)℃、相对湿度(85±3)%的试验箱内8 h±15 min。
有机保焊剂(OSP)涂层的老化未再提及。
老化处理后,在可焊性试验前试样都应在温度(105±5)℃下烘1~2 h。
IPC4552(2002)《印制电路板用化学镀镍浸金镀层规范》建议化学镀镍浸金层在温度85℃/85%相对湿度下老化处理18 h;IPC4554《印制电路板用浸锡镀层规范》(final draft,20 0511)建议浸锡层在温度72℃/85%相对湿度下老化处理8 h。
GB/T 4677—2002《印制板测试方法》和IEC 603262《印制板测试方法》可焊性加速老化优选采用:IEC 6006823试验Ca 恒定湿热处理10 d;选择1:IEC 60068230试验Db 交变湿热处理10 个周期(55℃,24 h/周期);选择2:9.4 试验20a:加速老化蒸汽/氧气。
加速老化后的干燥供需双方商定,然后清洗、干燥、涂焊剂。
4 焊料JSTD003规定采用美国联邦标准QQS571的Sn60 和Sn63。
1996 年JSTD006发布,代替Q QS571,新的牌号为Sn60Pb40 A 和Sn63Pb37A。
后缀A 表示锑的含量为不大于0.5%。
2001 年修订为JSTD006A,牌号不变。
2006 年1 月,JSTD006B版出版,认为铅锡焊料中没有必要加锑,含量限制为不大于0.0 5%,并取消了后缀,牌号为Sn60Pb40 和Sn63Pb37。
JSTD003B(P)除了Sn60Pb40 和Sn63Pb37 外,增加了Sn62Pb36Ag2 和无铅焊料SnAg3.0 Cu0.5。
焊料在使用中,会溶入铜、金或银(如试样表面含有)及其它杂质。
JSTD003规定应定期分析并制订杂质含量极限。
GB/T 4677—2002《印制板测试方法》规定采用GB/T 3131—2001 的HLSnPb39。
这是YB568—65的老牌号,早就被GB/T 3131—1982(后来是GB/T 3131—1988)的HLSn60PbA(或B)所代替,现在是GB/T 3131—2001 牌号SSn60PbA(或B)。
IEC 603262:1990《印制板测试方法》的8.2 规定用IEC 60068220附录B 的焊料。
JIS C 5012 规定焊料用JIS Z 3282 的H60A 或H63A5 焊剂JSTD003和IPCS804一样,规定采用25%松香的异丙醇溶液为焊剂,25℃时的比重为0.84 3±0.005。
JSTD003A对焊剂作了修改,在25%松香的异丙醇溶液中加入0.15%的二乙胺盐酸盐,比重仍为0.843±0.005,但规定温度为25℃±2℃。
JSTD003和JSTD003A只规定应注意贮存,保持固体含量。
JSTD003B有铅试验的焊剂25%松香的异丙醇溶液中加入0.15%±0.01%的二乙胺盐酸盐(以松香计的含氯量约为0.19%),无铅试验的焊剂为25%松香的异丙醇溶液中加入0.39%±0.01%的二乙胺盐酸盐(以松香计的含氯量为0.50%)。
25℃±2℃下的比重仍为0.843±0.005。
JS TD003B(P)规定使用8 小时后废弃,或保持规定比重,使用一周后废弃。
GB/T 4677—2002《印制板测试方法》的8.2:a)GB/T 3131(应为SJ/Z 9001.31/ IEC 6 0068220)规定的非活性焊剂;b)GB/T 3131(应为SJ/Z 9001.31/ IEC 60068220)规定的活性焊剂(含氯量0.2%)。
IEC 603262:1990 印制板测试方法8.2 的附录C 及JIS C 5012:1993 规定焊剂为:a)25%松香与75%异丙醇或乙醇的溶液;b)加二乙胺盐酸盐,以松香计的含氯量为0.2%;c)加二乙胺盐酸盐,以松香计的含氯量为0.5%。
6 试验温度JSTD003和IPCS804一样,试验温度为245℃±5℃。
JSTD003A在改变焊剂的同时,将试验温度由245℃±5℃降低为235℃±5℃。
JSTD003B(P)的有铅试验温度仍为235℃±5℃,规定无铅试验温度为255℃±5℃。
IEC IEC 603262和GB/T 4677—2002 的试验温度均为235+5℃。
JIS C 5012 的试验温度也是235+5℃,但是JIS C 5014:1994 规定为245℃±5℃,JPCA HD012003、JPCAPB012004附加规定流动焊最高温度为260℃。
7 最后检验JSTD003目测时一般用裸眼(允许戴矫正视力的眼镜),有时可用10 倍放大。
JSTD003A 及JSTD003B(P)只规定10 倍放大。
对于3 级镀覆孔焊料润湿的接收准则,JSTD003用图4(a)作接收条件,图4(d)作拒收条件;JSTD003A以图4(a)作目标接收条件,图4(b)作最低接收条件,图4(d)作拒收条件; JSTD003B(P)在上述三个图以外,增加图4(c)作最低接收条件,更便于判别。