淺析【印制板】可焊性測試之邊緣浸焊測試

摘要

標準J-STD-003C規(guī)定用于評定印制板表面導體、焊盤和鍍覆孔可焊性的測試方法和缺陷定義。目標是測定印制板表面導體、焊盤和鍍覆孔被焊料潤濕的難易程度和經(jīng)受苛刻的印制板組裝工藝的能力。

前言

金屬表面被熔融焊料潤濕的特征稱為可焊性。為了保證印制板能有較長的保存期，以及使用時及表面對焊料仍可以保持良好的潤濕作用，一般會對其表面進行可焊性試驗。因為各種原因，印制板表面可焊性不良，造成退潤濕、不潤濕。有的焊點焊接不良，在初期檢查中未發(fā)現(xiàn)，在后續(xù)使用過程中，經(jīng)受熱、應(yīng)力、震動等因素影響，焊點會出現(xiàn)失效，造成經(jīng)濟等損失。所以，進行可焊性測試是必要的。

標準J-STD-003C適用于錫鉛焊料合金（SnPb）和無鉛焊料合金（SAC305）。測試方法分為具有外觀驗收標準的測試和具有力度測量標準的測試。

具有外觀驗收標準的測試：

邊緣浸焊測試——僅用于表面導體和連接盤；

波峰焊測試——適用于鍍覆孔、表面導體、連接盤、焊接起始面；

表面貼裝模擬測試——適用于表面導體和連接盤；

浮焊測試——僅適用于依據(jù)IPC-6010系列標準要求的一致性測試。

具有力度測量標準的測試：

潤濕稱量測試——適用于表面導體和連接盤。

1 樣品的準備和預處理

試樣選取被測印制板的典型部分，或整版，取其較小者，但試樣不建議大于50mm×50mm。一般樣品不可以，如有需要也需要和客戶達成一致意見。樣品不許烘烤處理。試樣裁切，拿取應(yīng)小心防止待測表面污染（油脂、汗液等）在涂助焊劑和測試前試樣應(yīng)當冷卻至室溫。

2 焊料、助焊劑、焊料槽

焊料：成分符合J-STD-006要求的Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305)，用戶和供應(yīng)商可協(xié)商使用其它無鉛焊料合金。

助焊劑：2號標準活性松香助焊劑成分重量百分比：松香 25±0.5%，二乙胺鹽酸鹽0.39±0.01%，異丙醇74.61±0.5%。

焊料槽：無鉛可焊性測試的焊接溫度為255±5℃。打開電源，設(shè)置焊接溫度，到達設(shè)置溫度后，使用數(shù)顯溫度計測量錫槽25mm深度的溫度是否在255±5℃范圍內(nèi)。

3 焊料、助焊劑、焊料槽

該測試適用于印制板表面導體和焊盤的邊緣浸焊測試。

涂覆2號標準活性松香助焊劑，除去表面多余的助焊劑。樣品以小于90°(例如70°)浸入焊料中，以允許助焊劑排氣并允許焊料流入阻焊限定焊盤。浸入深度為25.0±2.0mm。在熔融的焊料中停留10.0±0.5s，根據(jù)板的結(jié)構(gòu)，浸入的時間可能需要調(diào)整。浸入速度和提出速度為25.0±2.0mm/s。試樣保持與浸入時相同的角度提出，禁止搖動、振動和移動浸焊裝置和試樣，并使焊料在空氣中凝固。在檢查前，應(yīng)去除所有試樣表面的助焊劑。

邊緣浸焊測試工藝流程如圖1所示。

圖1 邊緣浸焊測試工藝流程圖

4 評定——接受／拒收標準

在放大倍數(shù)10倍的體視顯微鏡下觀察被測表面。每一個被測表面至少有95％的面積潤濕良好。剩余面積可存在小針孔、退潤濕、表面粗糙等缺陷，但不能集中在一個區(qū)域。被評定區(qū)域內(nèi)無不潤濕和暴露金屬基材等現(xiàn)象。不評定每個試樣距其底部邊緣3.2mm以內(nèi)的區(qū)域以及試樣夾具接觸區(qū)域。

圖2 浸錫表面涂覆層呈現(xiàn)均勻潤濕

圖3 化學鍍鎳浸金呈現(xiàn)不潤濕

圖4 浸錫表面涂覆層呈現(xiàn)嚴重的退潤濕

小結(jié)

按照J-STD-003C標準進行邊緣浸焊測試，主要是觀察金屬被熔融焊料潤濕的能力，焊料在金屬基材上形成相對均勻、光滑、連續(xù)的附著膜為宜。在測試過程中，測試樣品需選擇具有代表性的典型部分。裁剪樣品大小不能過大，且需去除樣品邊緣的毛刺。

對于錫槽里熔融焊料的溫度控制的問題，錫槽顯示實際溫度達到255±5℃時，去除熔融焊料表面的錫渣后，再使用數(shù)顯溫度計測量錫槽25mm深度的溫度，溫度達標后，方可進行可焊性測試。

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