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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受苛刻的印制板組裝工藝的能力。







關鍵詞:

印制板,邊緣浸焊,可焊性,無鉛







案例正文

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處理。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,在初期檢查中未發現,在后續使用過程中,經受熱、應力、震動等因素影響,焊點會出現失效,造成經濟等損失。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,但試樣不能大于50mm×50mm。裁剪樣品后,清水沖洗,超聲波清洗3~5分鐘,并吹干。樣品處理干凈后,后續操作防止污染(油脂和汗液等)被測表面。為去除樣品表面濕氣和其它揮發物,樣品在105±5℃下烘烤1+1/0小時。在涂助焊劑和測試前試樣應當冷卻至室溫。

 

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),用戶和供應商可協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,設置焊接溫度,到達設置溫度后,使用數顯溫度計測量錫槽25mm深度的溫度是否在255±5℃范圍內。

 

3、測試程序

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,根據板的結構,浸入的時間可能需要調整。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。

 

焊接工藝評定

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域。被評定區域內無不潤濕和暴露金屬基材等現象。不評定每個試樣距其底部邊緣3.2mm以內的區域以及試樣夾具接觸區域。

 

焊接工藝評定

圖2. 浸錫表面涂覆層呈現均勻潤濕

 

焊接工藝評定

圖3. 化學鍍鎳浸金呈現不潤濕

 

焊接工藝評定

圖4. 浸錫表面涂覆層呈現嚴重的退潤濕

 

小結

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。樣品在可焊性測試前應當水洗、除油,并進行烘干,除去樣品表面濕氣。樣品烘干后放入干燥器,必須在72小時內進行可焊性試驗。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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