No.1 定义
Q:什么是可焊性测试?
A:可焊性测试(Solderability)指通过润湿天平法的原理对元器件、PCB板、PAD、焊料及助焊剂等可焊接性能做定性与定量的评估。
其对现代电子工业的1级(IC封装)、2级(电子元器件组装到印刷线路板)的工艺以及高质量与零缺陷的焊接工艺都有极大的帮助。
润湿天平法:
原理图
湿润曲线
No.2 可焊性试验
#01 助焊剂、有铅/无铅焊料可焊性测试
标准:JIS-Z3198-4
A法:润湿平衡法
B法:接触角法
#02 印制板可焊性测试
边缘浸焊测试
测试适用于印制板表面导体和连接盘的边缘浸焊测试。
每一个被测表面(如每个焊盘)应有至少95%的面积润湿良好。剩余的面积允许存在小针孔、退润湿、表面粗糙等缺陷,但不能集中在一个区域。被评定区域内应当无不润湿和暴露金属基材等现象。
摆动浸焊测试
测试适用于镀覆孔、表面导体和焊盘的摆动浸焊测试。
表面评定同边缘浸焊测试。
覆铜孔评定:1级、2级、3级。
1级和2级产品焊料应当完全润湿镀覆孔孔壁和直径小于1.5mm的塞孔孔壁。
3级产品如果焊料在所有镀覆孔内攀升,说明试样被成功焊接。焊料应当完全润湿孔壁,镀覆孔孔壁应当无任何不润湿或暴露金属基材的现象。
浮焊测试
该测试适用于镀覆孔、表面导体和焊盘的浮焊测试
试验前应当彻底去除熔焊料表面的浮渣和助焊剂残留物。然后将样品的滑到熔融的焊料上,漂浮时间最长为5分钟,使试样在熔融焊料中的浸入深度不超过样厚度的50%。达到停留时间后,将样品从焊料中取出。保持试样水平不动,直到焊料凝固。
波峰焊测试
该测试适用于镀覆孔、表面导体和焊盘的波峰焊测试。
设定并记录下列参数:夹板方式(如有要求) 、传送速度、预热、有或无防氧化油的焊接装置、设备过程控制、倾斜角度、板预热温度和焊接温度。焊料温度应当为235±5 °C。
表面贴装工艺模拟测试
该测试模拟了再流焊工艺过程中表面贴装印制板的实际性能。
模板/丝⽹--- 焊膏涂敷⼯具 -- 试样--再流焊设备
表面评定接受/拒收标准同边缘浸焊测试。
润湿称量法
标准
该测试适用于镀覆孔、表面导体和连接盘的润湿称量测试。
#03 元器件的可焊性试验
标准
IPC/EIA/JEDEC J-STD-002C
GB2423.28/GB2423.32
IEC60068-2-58/20
MIL-STD-202G
样品预处理
1类:无蒸汽老化要求;
2类:(非锡或锡铅镀层):1h±5min蒸汽老化;
3类:(默认的锡或锡铅镀层):8h±15min蒸汽老化
试验
焊接温度:有铅焊接245±5℃;无铅焊接255±5℃。
锡浴(焊料槽)试验
有引脚元器件;
无引脚元器件;
金属线材类:接线片、小垂片、接线端子、电缆线等。
润湿称量法
有引脚元器件;
无引脚元器件;
小球法进行润湿称量测试。
No.3 可焊性与可靠性
可焊性&焊接能力&焊点可靠性概念区分
可焊性:一般指金属表面被熔融焊料润湿的能力。
可焊性测试主要测试镀层可润湿能力的稳健性。通常用于判断元器件和PCB在组装前的可焊性是否满足规定的要求。
焊接能力用于评价在规定的工艺条件下,助焊剂与焊料共同作用,让元器件焊接到PCB上的能力。
焊接能力涉及的是实际生产条件中应用的工艺条件、材料(助焊剂和焊料)、元器件、PCB、设备以及设计等。
焊点可靠性指的是焊点在规定的时间与条件下,完成规定的功能而没有失效的可能性。
包含温度循环试验、高低温存储试验、高压试验、潮湿敏感度试验、跌落试验、振动试验、电迁移试验、腐蚀试验等。
联系
良好的可焊性是确保具有高焊接能力和高可靠度的基础。没有好的可焊性,焊接过程往往会出现问题,因此保证焊接能力的提高,将会提高形成高可靠度焊点的机会。可焊性差的待焊部位即使形成焊点,通过最终的功能测试,也有极大的可能在应力、热或振动的作用下出现失效。
区别
可焊性&焊接能力
可焊性是按照标准条件进行的测试与评估,它评价了特定的熔融焊料对试验的PCB或元器件的润湿能力的能力,主要是测试镀层可润湿能力的稳健性。
实际生产的可焊接性能应该通过焊接能力来进行评估,它是工艺和材料(包括焊料、助焊剂、元器件、PCB 等),甚至是设备和设计所整合的结果。焊接能力的提高必须通过对这些因素的优化组合。当然,可焊性是基础。
焊点的可靠性
焊点的可靠性是由焊接结果的评估与测量所决定的,它由试验结果数据分析得出,它与可焊性及焊接能力密切相关。换句话说,可焊性及焊接能力是对焊接在不同方面的要求和评价,焊点的可靠性就是焊接后焊点方面的结果和评价。
No.4 总结
当前,针对电子产品可焊性方面的技术工艺不断优化,因此对可焊性、焊接能力和焊点可靠性进行评估和测试的同时,也要根据标准和方法的改变与时俱进。
参考标准
JIS-Z3198-4
GB/T 4677 8.2、(PCB可焊性测试)GB/T 2423 前处理
GB/T 4677 10 (覆铜板可焊性测试)
IPC-TM-650 2.4.14 PCB表面漂焊
IPC-TM-650 2.4.14.2 润湿天平
GJB 362A-96、QJ832A-98、QJ201、QJ519、孔的可焊性(加做切片)
IPC/EIA J-STD-003B 印制电路板
J-STD-002C, IEC60068-2-58/20,GB2423.28/GB2423.32,MIL-STD-202G元器件
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审核编辑黄昊宇
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