[电子标准]-SJT10669-1995.pdf

L 0 4 SM i 中 华 人 民 共 和 国 电 子 行 业 标 准 S YT 1 0 6 6 9 一 1 9 9 5 表面组装元器件可焊性试验 S o l d e r a b i l i t y t e s t s f o r s u r f a c e mo u n t e d d e v i c e s 1 9 9 5 - 0 8 - 1 8 发布1 9 9 6 - 0 1 - 0 1 实施 中华人民共和国电子工业部发布 中 华 人 民 共 和 国 电 子 行 业 标 准 表面组装元器件可焊性试验 S J / T 1 0 6 6 9 - 1 9 9 5 S o l d e r a b il i t y t e s t s f o r s u r f a c e mo u n t e d d e v i c e s 主题内容与适用范围 1 主题内容 本标准规定了表面组装元器件可焊性试验的材料、 装置和方法。 2 适 用范围 本标准适用于表面组装元器件焊端或引脚的可焊性试验。 2 引 用标 准 G B 2 4 2 3 . 2 8 -8 2 电工电子产品基本环境试验规程试验 T: 锡焊试验方法 3材料 3. 1 焊料 3 . 1 . 1 焊料是 H L S n 6 0 P b A ( B ) 或 HL S n 6 3 P b A( B ) o 3 . 1 . 2 焊料的杂质要控制在规定的范围内 ， 每隔3 0 个工作日 I ) 进行一次化学或光谱分析， 不 符合要求时要进行更换。若分析结果证实杂质含量没有超过规定的极限， 可以延长分析周期。 焊料允许的杂质含量， 见表 t o 表 1 允许的焊料杂质含量 % 杂质 杂质含 量0. 0 8 00. 0 050. 0 2 00. 1 0 00. 0 0 2 0 . 0 5 0 注: 焊料中S n和P b的含量偏差应分别维持在11 %以内; 1 ) 一个工作日是指焊料呈熔融状态持续8 h . 3 . 2 焊剂与溶剂 3 . 2 . 1 可焊性试验中所使用的焊剂均应在非活性的， 在2 5 时， 焊剂密度为0 . 8 4 3 1 0 . 0 0 5 创 C M , 。如果连续8 h 不用， 则应加盖保存。其要求， 见G B 2 4 2 3 . 2 8 附录C o 3 . 2 . 2 用于从焊端上去除焊剂的清洗剂， 应同时能够去除焊剂残留物， 清洗后表面应无机械 损伤。 4样品准备 中华人民共和国电子工业部1 9 9 5 - 0 8 - 1 8批准 1 9 9 6 - 0 1 - 0 1 实施 一1 一 S J / T 1 0 6 6 9 一1 9 9 5 4 . 1 试验样品的表面不应被手指接触或受其它污染。 4 . 2 试验样品不应进行清洗处理。 4 . 3 室温下， 将试验样品的待测焊端浸入在3 . 2条规定的焊剂中5 - - 1 0 s ， 浸入的最小深度应 能覆盖被测试的表面。 : 一: 试验样品上任何小的焊剂滴都应清除， 但不应除掉待测表面的焊剂涂层。 试验样品在浸入焊料前应在1 1 0 1 5 下千燥 5 - - 2 0 s a 5 试验 方法 试验A一有引线表面组装元器件的焊槽浸润法 1 设备及要求 1 . 1 设备采用焊料槽或增锅， 要求温度自动控制在2 3 5 士3 r-。试验装置示意图见图 1 . 曰口 停 减 匕 山口 停顿 停 顿 l 焊剂 焊料 2 3 5土 3 C 图 1 试验A装置示意图 5 . 1 . 1 . 2 焊料槽或柑锅中使用的焊料要符合3 . 1 条的规定。 5 . 1 . 2 试验原理 本试验是根据试验样品在浸入熔融焊料中一定时间后的润湿情况， 用目测的方法来判别 其可焊性。 5 . 1 . 3 试验步骤 a .将焊料槽或增锅中的 焊料加热到2 3 4 士 3 C， 并保持这一温度; b . 将涂有焊剂的样品夹在夹具中; c . 样品浸人焊料槽或柑锅前， 先将熔融焊料液面上的氧化物及焊剂残留物撇去; d . 将涂有焊剂的样品与焊料液面成2 0 -4 5 夹角， 以2 0 -2 5 mm / s 的速度浸入熔融焊料 中， 直至样品试验引线浸人， 见图2 ; S i / T 1 0 6 6 9 - 1 9 9 5 多 泣 熔融焊料面 图 2 引线浸入角度 e . 样品在熔融焊料中， 停留3 s ; f . 样品以2 0 - - 2 5 m m / s 的速度从焊料中提出， 当样品提出焊料液面至浸入试验前的高 度， 允许样品表面的焊料通过空气冷却固化。 5 . 1 . 4 试验结果的检测 对样品待检查部分， 应使用至少能放大1 0 倍且有刻度或等效的显微镜检测。对引线每个 细微倾斜角度的坡度部分( 约 0 . 5 m m或更小处) ， 应使用放大倍数大于3 0 倍的检测仪检验。 5 . 2 试验B一无引线表面组装元器件的焊槽浸润法 5 . 2 . 1 设备及要求 设备及要求， 同5 . 1 . 1 . 5 . 2 . 2 试验原理 试验原理， 同5 . 1 . 2 . 5 . 2 . 3 试验步骤 a .同5. 1 . 3 条 a ; b . 同 5 . 1 . 3条 b ; c . 同 5 . 1 . 3条c ; d . 将涂有焊剂的样品与焊料液面成2 0 -4 5 0 夹角， 以2 0 -2 5 m 时 s 的速度浸入熔融焊料 中， 直至样品全部浸入， 见图 3 : 月丫淤 零 “-S5, / 5p 男j 一 一一一 一 - 一 ， 3 17 - 一一熔 肚 娜 料 面 无引线芯片载体b . 矩形片状元件 图 3 无引线元器件浸入角度 e . 同 5 . 1 . 3 条 e ; f . 同5 . 1 . 3条 f ; 5 . 2 . 4 试验结果的检测 对样品焊端表面: 应使用至少能放大 1 0 倍有刻度或等效的显微镜测量。 5 . 3 试验 C 一有引线表面组装元器件的润湿称量法( 仲裁方法) 5 . 3 . 1 设备及要求 设备采用配有焊料润湿力一时间曲线记录仪， 数据记录仪或备有测试软件的计算机， 可控 温、 恒温的焊料或柑锅， 保持焊料处于 2 3 5 士3 'C。试验装置。 见图 4 . 5 . 3 . 2 试验原理 一3 一 S J / T 1 0 6 6 9 一1 9 9 51 本试验是将待测元器件的引线即待测样品悬吊于灵敏秤的秤杆上， 使样品浸人恒定温度 和熔融焊料中至规定的深度， 与此同时， 作用于被浸入样品上的浮力和表面张力， 在垂直方向 上的合力由传感器测得并转换成信号， 由一高速特性曲线记录器记录力一时间函数曲线。 传感器 么一y 相应的运动 图 4 试验 c装置示意图 5 . 3 . 3 试验步骤 a . 同 5 . 1 . 3 条 a ; b . 同 5 . 1 . 3 条 b ; c . 同5 . 1 . 3条 c ; d . 将涂有焊剂的样品与焊料液面成 2 0 -4 5 。 夹角浸入熔融焊料中， 直至样品引线浸入 至规定深度， 见图2 。与此同时， 作用于被浸入样品上的浮力和表面张力， 在垂直方向上的合 力由一灵敏传感器测得并转换成电信号， 该信号由一高速特性曲线记录仪将它作为时间函数 被连续记下来; e . 样品浸入熔融焊料中的参数要求， 见表2 ; 表 2 浸入参数 参数 元器件类型 G1G2 浸入深度 mm 0. 1 一 0. 3 1 . 5 一2. 5 侵入与提出速度 mm/s 1 02 0 停留时间 3 5 S l / T 1 0 6 6 9 一1 9 9 5 注: T GI 是有引线表面组装元器件; G2 是混装板上通孔插装元器件. 如 I C s , HI C s , D I P . 和 S I P S 等; f . 样品以规定的速度从焊料中提出， 当样品提出焊料液面至浸入试验前高度时， 允许祥 品表面的焊料通过空气冷却固化。 5 . 3 . 4 试验结果的检测 a . 将试验时记录的曲线与 一个具有 相同 性质和尺寸并能完全湿润的试验样品所得到的 理想润湿称量曲线( 见图 5 ) 进行比较; b . 试验过程中被记录的曲线要穿过浮力零线。 5 . 4 试验 D 一无引线表面组装元器件的润湿称量法( 仲裁方法) 机械零 线 T : a 。 为达2 0 0 p N / m n ， 时I可 T z e r 。 为零交时间 时间一 一 - 一一 卜 图 5 润湿称量曲线 5 . 4 . 1 设备及要求 设备及要求， 同5 . 3 . 1 0 5 . 4 . 2 试验原理 试验原理， 同5 . 3 . 2 . 5 . 4 . 3 试验步骤 a . 同5 . 1 . 3条a ; b . 同 5 . 1 . 3 条 b ; c . 同 5 . 1 . 3 条 。 ; d . 将徐有焊剂的样品与焊料液面成 2 0 -4 5 . 夹角( 见图6 ) ， 以 5 mm / s 的速度浸入熔融 焊料中， 浸人深度为0 . 3 m m; 同5 . 1 . 3 条 e ) ; 样品以5 m m / s 的速度从焊料中提出， 当样品提出焊料液面至浸入试验前的高度， 允 e.f. 许样品表面的焊料通过空气冷却固化。 S I / T 1 0 6 6 9 一1 9 95 焊端 ( 矩形片装元件) 浸入方向 11叼， / 2 0一4 5 ' 焊端MCC) 生 匕 二 一 熔 融 。面 、人 焊料槽 图 6 润湿称量法无引线表面组装元器件浸入角度 5 . 4 . 4 试验结果的检测和评定 a . 采用润湿称量法时， 试验结果的检测和评定， 可由润湿系数评定。润湿系数按式( 1 ) 计 算: 、卫2 11 了.、 F一T - 口 式中: 。 润 湿系 数， p N 八; F润湿力， k N; T润湿( 浸渍) 时间， s o b . 润湿系数也可用图表法计算， 见图 7 . 图7 润湿系数曲线 5 . 5 试验E一有引线表面组装元器件的焊球法 5 . 5 . 1 设备及要求 一6 一 S J / T 1 0 6 6 9一1 99 5 能满足焊球加热到2 3 5 1 3 1 C ， 并具有保持恒温和记录时间的功能。加热头上盛放焊球; 夹具应能方便地将样品垂直插人熔融焊球中。 但须是绝热的。 5 . 5 . 2 试验原理 根据记录不同试验样品引线的不同润湿时间进行可焊性试验。 5. 5. 3试验步骤 焊球的选择， 见表3 ; 表 3 焊球的选择 引线截面最大线径 】 1飞n l 焊球重量 mg 0. 2 55 0 0. 2 6- 0. 5 57 5 0, 5 6- 0. 7 51 2 5 0. 7 6一1 . 2 02 0 0 0 c . 一温度 ; 同 5 . 1. 3条 b; 清理加热头. 然后将选择好的焊球放在加热头上。并将其加热到 2 3 5 1 3 C， 保持这 d . 将涂有焊剂的样品横向夹在夹具上， 以 5 mm / s 的速度， 垂直浸人焊球内， 从引线开始 与焊球接触并将焊球一分为二。 使焊球将试验引线全部包住为止， 这段时间为焊球时间， 即润 湿时间， 将它记录。图 8 为样品澳 入 过程示意图; J 洲 尹 沪导线 焊球 6l 加热头 ( a ) ( b ) ( C) 图 8 焊球法试验中样品浸入过程示意图 e . 将样品以5 m m / s 的速度从焊球中提出; f . 将样品提出至一定高度 自然冷却。 注: 试验结束后， 剩余的焊球应保留在加热头上。 5 . 5 . 4 试验结果的评定 有引线样品的焊球法试验结果的评定是以试验过程中的润湿时间长短为依据。润湿时间 越短， 引线可焊性越好。 5 . 6 试验 F -无引线表面组装元器件的焊球润湿称量法 5 . 6 . 1 设备及要求 能满足焊球加热到2 3 5 t 3 C， 并能自动保持恒温的实验装置， 同时配有力一时间关系记 录仪及备有测试软件的计算机。 7 S T / T 1 0 6 6 9 -1 9 9 5 5 . 6 . 2 试验原理 试验原理， 同5 . 3 . 2 0 5 . 6 . 3 试验步骤 二焊球的选择， 见表 4; 表 4 焊球的选择 焊端横截面面积 mm2 焊球质量 月 1 、 g 0. 0 55 0 0. 0 6- 0. 2 575 0. 2 6-0. 4 51 2 5 0. 4 6一1. 1 02 0 0 b . 同5 . 1 . 3条b ; c . 同 5 . 5 . 3 条 c ; d . 将 3 . 2中规定的焊剂滴在新更换的焊球中， 以便露出光亮的未被氧化的焊料; e . 将涂有焊剂的样品。 以 5 mm / s 的速度垂直浸人熔融的焊球内， 记录试验过程中的润 湿力一 时间曲线， 见图5 ; f . 同5 . 5 . 3 条 e ; 8 . 同5 . 5 . 3 条f ; 整个浸入和提出过程. 见图 9 0 器巴巴蕊 皿 凸 已 皿 图 9 焊球润湿称量法中样品浸人、 提出过程示意图 注: 试验结束后， 剩余的焊球应保留在加热头上。 5 . 6 . 4 试验结果的检测评定 实验结果的检测同5 . 3 . 4 0 5 . 6 . 4 . 1 曲线特性 在图5 所示曲线中， 0点是样品初始浸人时刻， a 点表示焊料液面触及样品下端, b点表示 祥品浸入至预先设置的深度。从b 到。 ， 为诱导时间， 样品在此期间从熔融焊料中获取足够的 热量， 并开始润湿。从 。 到 f 为润湿阶段， d点表示样品只受浮力作用， e 点表示向上浮力与润 湿力抵消， 样品所受合力为零, f 点表示润湿力增长到最大值。 5 . 6 . 4 . 2 曲线分析 曲线由四部分组成: 一8 一 S J / T 1 0 6 6 9 一1 9 9 5 a b 样品插入阶段; b 一样品诱导加热阶段; c f 样品被润湿阶段; B 以后 样品被提出阶 段。 5 . 6 . 4 . 3 润湿力计算 润湿力按式( 2 ) 计算 F = 式中: F润湿力， N; r , 与焊剂相接触的焊 料表面张力 P样品周长 m m; 0 -润湿角， ( ) 。 r , Pc o s O ( 2 ) N/ mm; 附录A( 标准的附录 可焊性评定准则 本附录为各种可焊性试验方法提供评定准则， 具体要求见表 A 1 , 表 1 试脸方法评定准则 试验 A所有待测样品均应展示一连续的焊料搜盖面或至少各试验样品焊料夜盖面面积要达到 9 5 %以上为合格; 低于这一要求为不合格。但允许有少量分散的诸如针孔等不润湿或弱润 湿之类的缺陷， 且这类缺陷不应集中在一起 试脸 B 试验 C 当试验曲线与理想润湿称量曲线比较时 符合下列条件为合格( 见图5 ) ; a ) 穿过浮力零线时间为 I s ; 劫在试验后3 :内试验所记录的曲线须达到一确定值 2 0 0 p N / mm润湿力; c ) 在试验后4 . 5 ， 时， 所记录的信息曲 线必须大于2 0 0 p N / m m润湿力， 并达到一个恒定值 试验 D 润湿系数大于1 5 0 p N / ， 为合格 试验 E 通常情况下， 润湿时间为 i s ， 一般不能超过2 s , 超过2 s 为不合格 试验 F 在整个试验过程中( S s ) . 若 3 s 润湿力达到理论润湿力的 2 / 3 时， 样品的可焊性为良好 附加说明: 本标准由电 子工业部标准化研究所归口 。 本标准由电子工业部工艺研究所负责起草。 本标准主要起草人: 尹海红、 刘福桂、 刘春光、 邢华飞、 李尚厚。 10