锡膏评估内容.docx
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锡膏评估内容
锡膏评估内容
目的：
从锡膏的成分，性能，焊接外观以及可靠性方面进行详细评估。
一．测试项目及相关的仪器，标准依据
编号
测试项目
测试设备
标准
1
合金及不纯物组成分析
火花直读光谱仪
J-STD-006
2
锡粉粒径与形状
激光粒度仪
J-STD-005，J-STD-006
IPC-TM-650
3
扩展率
铜板，加热板
JIS-Z-3197
4
粘度
MalcomPCU-205
JIS-Z-3197
5
金属含量
电子天平，陶瓷杯
IPC-TM-650
6
锡球测试
陶瓷基板，加热板
IPC-TM-650
7
坍塌性
印刷钢板，烘箱
IPC-TM-650
8
卤化物含量
硝酸银溶液，碱式滴定管
IPC-TM-650
9
铬酸银测试
铬酸银试纸
IPC-TM-650
10
铜镜测试
可程式恒温恒湿实验机，铜镜
IPC-TM-650
11
铜板腐蚀测试
可程式恒温恒湿实验机，铜片
IPC-TM-650
12
表面结缘阻抗
可程式恒温恒湿实验机，梳形电路板
IPC-TM-650
13
电子迁移试验
可程式恒温恒湿实验机，梳形电路板
IPC-TM-650
14
粘着力测试
粘着力测试仪器
IPC-TM-650
15
外观及焊点外形检查
显微镜,二次元测量仪
IPC-A-610D
16
推力实验
推拉力计
17
高低温冲击实验
高低温试验箱
IPC-TM-650
18
盐雾实验
二．评估内容及方法
1.锡粉的合金组成
1）目的：
确认合金的成分与不纯物比例是否符合测试标准规格。
2）测试标准：
请参考J-STD-006
3）测试仪器：
火花直读光谱仪
4）测试方法：
A）从锡膏中取样约250g，并用溶剂洗净锡膏中的flux。
B）加热使其成为锡块。
C）将锡块样本放置在火花放射光谱仪上，进行测试。
D）约在30秒之后，电脑将自动打印出设定测试的合金不纯物比例的列表。
5）判定标准：
合金比例与不纯物比例必须符合J-STD-006的标准规格。
6）测试结果记录
2.锡粉的粒径与形状
1）目的：
良好的锡粉形状与粒径范围,将有助于印刷时的下锡性。
2）测试标准J-STD-005IPC-TM-6502.2.14
3）测试仪器：
激光粒度仪
4）测试方法：
使用80倍以上的显微镜观察锡粉外观。
并利用随机取样的方式计算出锡粉的
粒径分布范围，同时观察锡粉的形状是否呈现为“真球形”或者是“不定形状”。
5）测试结果记录
3.粘度测试/触变性测试
1）目的：
测试锡膏粘度以及触变系数（TI）,确保锡膏的印刷品质及保持良好的下锡性。
2）测试标准：
JIS-Z-3197
3）测试仪器：
MalcomPCU-205型粘度计,刮刀，超声波清洗器
4）测试方法：
A）将焊锡膏放在室温（25℃）里2-3小时。
B）打开锡膏罐，用刮刀小心搅拌1-2分钟
C）将锡膏放在容器的恒温槽
D）回转速度调整在10RPM，温度设定在25.0℃，约3分钟确认被转子所吸取的锡膏出现在
排出口上，停止回转，等到温度回复稳定。
E）温度调整稳定后，设定10RPM。
读取3分钟后的读数。
F）接着设定3RPM的回转速度，在回转状态下于6分钟时读数，再设定30RPM的回转速度，
在回转状态下于3分钟时读数。
G）设置模式为optionA,仪器会自动设置回转速度10→3→4→5→10→20→30→10RPM变
化，读取3，10，30，10RPM时的粘度值。
H）Ti=Log（3RPM的粘度/30RPM的粘度）/Log（18.0/1.8）
5）判定标准：
是否符合所定的规格值。
6）检验结果
4.金属含量
1）目的：
确保锡膏的金属含量在一定范围内。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.2.20
3）测试仪器及试剂：
陶瓷杯，加热炉,丙三醇，刮刀，电子天平
4）测试方法：
A）锡膏搅拌均匀后,准确称取15-30克样品至250毫升烧杯中，记录其重量为W1（g）。
B）加入丙三醇，其量須能完全覆盖锡膏
C）放在250-260℃上，加热使焊锡膏与助焊剂完全分离,放冷并令焊锡固化。
D）取出已固化的焊锡，以水清洗。
浸入乙醇中约5分种，常溫下再用水洗并干燥之。
准
确称量并记为W2（g）
5）结果计算：
金属含量=W2/W1*100%
6）判定标准：
规格值±0.5
7）测试结果记录
5.锡球测试
1）目的：
测试锡膏加热融化后，于氧化铝板上是否收缩成一颗锡球的能力与安定不飞溅的
能力。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.4.43
3）测试工具：
氧化铝基板
锡炉或者加热板
镊子，刮刀
放大镜：
MAX40倍
4）测试方法：
A）、设定锡炉或者加热板的温度在高出合金液相温度40-50度
B）、印刷锡膏在氧化铝板上两块，一块在印刷15分钟后加热融化，另一块在印刷后放
在温度为25±3℃，相对湿度为（50±10）%，放置4小时后加热融化。
C）、把印有锡膏的金属模板放在浸焊槽或热板的表面上在规定的时间上再流,焊膏完全熔
化后,试样在加热板上的放置时间应不超过20s，锡膏完全融化后5秒钟后将试验样品水
平移出，待试验样品固化。
5）检验结果
6.坍塌测试
1）目的：
确保锡膏印刷后和在回流焊是否产生坍塌现象，并对坍塌的程度加以评定。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.4.35
3）测试工具：
IPC-A-21，IPC-A-20
刮刀，烘箱
放大镜
4）测试方法：
A）、用两种不同厚度的钢网模板在试样载体上印刷锡膏,确保印刷的锡膏不得有焊膏残粒,
并分别编号为1#和2#。
B）、将两个1#和两个2#试样置于温度为25℃±5℃,和相对湿度为（50±10）%的环境中停
留10min-20min后,先检验两个1#和两个2#试样是否有桥连.。
C）、将经过B试验后两个1#和两个2#试样,在150℃±10℃条件下放置10-15min后冷却至
室温,在检验其是否有桥连现象。
7.扩展率
1）目的：
测试锡膏在铜板扩展的能力，以及清除氧化物的能力。
2）测试标准：
JIS-Z-31978.3.1.1
3）测试工具：
铜板：
符合JISH3100之C1201P或者C1220P级的加磷去氧化铜板。
尺寸
大小为0.3mm×50mm×50mm
锡炉或者加热板：
温度能维持在250-260℃
游标卡尺：
0.01mm
4）测试方法：
A）将铜板浸在洗衣粉中并用＃600号细砂纸研磨以去除氧化膜。
B）研磨之后以异丙醇洗去铜表面的污物，并置于空气中完全干燥。
C）将铜板放在温度为150℃的烘箱中1小时以实施氧化处理。
D）冷切到室温，精称到0.3±0.03g的锡膏于铜板上
E）将铜板放在锡炉上融化，使其锡膏扩展。
锡炉的温度要在250-260℃
F）冷切到室温，用异丙醇清洗残留的助焊剂，并风干。
G）用游标卡尺测出锡扩展的高度
5）扩展率的计算：
扩展率（%）=〔（D-H）/D〕×100
其中：
H：
扩展的焊锡的高度（不包括铜板的本身厚度）
D：
假设扩展的焊锡为球型时的直径mm
D=1.2407V1/3
V=重量/比重
6）结果判断
7.卤素含有量
1）目的：
主要是检测助焊剂中卤素含量。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.3.35
3）测试设备：
加热套，碱式滴定管（50ml），分液漏斗（125ml），棕色瓶（1000ml）,0.01AgNO3，
1MNaOH，0.2MHNO3，1MK2CrO4，0.01M酚酞溶液，去离子水。
4）测试方法：
A）在天平上称10左右助焊剂样品于烧杯或锥形瓶中
B）加入15ml三氯甲烷去溶解样品，移入分液漏斗中
C）在加10ml去离子水，并摇动10秒钟,静置分层后将三氯甲烷层放至烧杯中
D）将放在烧杯中的三氯甲烷在移入分液漏斗中，在重复B，C两次
D）使氯仿中的氯完全转到水中.将萃取液加热（不超过80℃），冷却至室温。
E）加三滴0.1%的酚酞指示剂,用1N的NaOH溶液滴至溶液变红，
F）然后滴加0.2N的HNO3溶液至红色消失,然后加0.1M的K2Cr2O7溶液，
G）用0.1NAgNO3标准溶液滴定至红褐色为终点。
5）计算：
卤素含量（以Cl离子计算）=3.55VN/M
（V----AgNO3耗量（ml）,）N----AgNO3浓度（ml）
6）判定标准
8.卤化物含量（铬酸银测试）
1）目的：
利用铬酸银试纸的颜色变化来检验焊剂中的氯、溴离子的含量
2）测试标准：
IPC-TM-6502.3.33
3）测试方法：
将锡膏中的助焊剂溶解后，滴一滴助焊剂于铬酸银试纸中，10分钟后，观察
试纸上颜色的变化。
4）判定标准：
试纸不能变为白色或白黄色。
5）备注：
此试验为定性测试，在实验过程中会有一定的偏差，还需第三方的测试验证。
6）结果验证
9.铜镜测试
1）目的：
利用铜镜是否有透光或颜色消失来检测焊锡膏对真空蒸镀成的铜镜的侵蚀性。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.3.32
3）测试设备：
符合LLL-R-626松香，异丙醇（99%），铜镜，EDTA（0.5%），去离子
水，恒温恒湿箱
4）测试方法：
A）将约0.05ml的锡膏中的助焊膏滴于铜镜的一端，在另一端滴上标准焊剂
B）将铜镜置于温度为23±2℃及相对湿度为50±5℃的恒温恒湿箱中
C）在24小时后，移出测试铜镜，用IPA清洗清洗残留的助焊剂。
5）判定标准：
铜镜的铜膜不能被除去而透光
6）检验结果
10.铜板腐蚀性测试
1）目的：
检测焊锡膏中是否含有过多的腐蚀性物质，可能导致污染或信赖性不良。
将
焊锡与助焊剂手浸焊后的铜板置于恒温恒湿箱中，检测是否有腐蚀发生。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.6.15
3）测试设备：
锡炉，恒温恒湿箱（能控制温度40±3℃，湿度93±5%），显微镜（20X），
铜片
化学试剂：
ammoniumpersulphate（25%m/vin0.5%v/vsulfuricacid）,sulfuricacid（5%
v/v）,acetone,去离子水
4）测试方法：
A）将处理好的铜片做成合适的尺寸，在中间做一个3.0mm深的洞，弯曲铜片的一角。
B）称1.00±0.05g的锡膏样品放置于铜片的中央
C）调整锡炉的温度并使其稳定在250-260℃，使锡膏融化
D）仔细用20X的显微镜观察试片并记录，尤其是变色之处。
E）将试片放在恒温恒湿箱中（40±3℃，湿度93±5%），放置240小时后，取出观察
变色情况。
5）评估方法：
对比试片，放在恒温恒湿箱中240小时的情况和没有放在恒温恒湿箱之
前的情况，出现铜绿是不允许的。
6）检验结果
11.表面绝缘阻抗
1）目的：
了解焊锡膏残留在印刷电路板上，接触高温高湿的环境，是否有阻抗下降的现象。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.6.3.3
3）测试设备：
使用IPC-B-24梳形电路板，恒温恒湿箱（25±2℃的温度下，或者在85±2
℃与相对湿度在85±2%，可提供稳定的40-50的voltsDC的电压，可接受的误差范围±
10%，可测量在1012欧姆的电阻计，量程到1000volts，烧杯2000ml，镊子，软毛刷，去
离子水，IPA
4）测试方法：
A）以去离子水清洗试片，同时以软毛刷刷洗，然后用干净的IPA清洗。
清洗完成后，只
能接触到梳形电路板的边缘。
B）每一款锡膏样品必须有3片清洗完成的试片，见下表。
C）锡膏以钢网印刷在试片上，钢板厚度为0.15mm。
试片以锡膏生产商提供的曲线回焊。
D）将试片垂直放在恒温恒湿箱中，箱中的气流方向与试片方向平行，箱中温湿度为85±
2℃，85±2%
E）在试片上加45-50VDCvolts逆向电压
F）在24，96，168小时时测试阻抗值，测试时必须保持在高温高湿的状态下，测试电压
为100VDC
5）评估方法：
锡膏的阻抗值必须高于1.0×108欧姆
6）检验结果
12.电子迁移测试
1）目的：
确保锡膏印刷在电路板后，接触到高温高湿环境后，是否有劣化的行为发生。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.6.14.1
3）测试设备：
IPC-B-25AorD，IPC-B-25BorE标准测试板，恒温恒湿箱（能控制温度40
±2℃，93%±2%；65±2℃，88.5%±3.5%；85±2℃，88.5%±3.5%），高阻抗测试仪
器，可测量在1012欧姆，电压能测到100volts（电压容许误差10%），电源供应器，能提
供10VDC电压。
容许误差10%。
4）测试方法：
A）把锡膏印刷在梳形电路板上，将测试板过回流焊炉加热
B）将测试板垂直放在恒温恒湿箱的中间，连接电路线至箱外，确保箱中凝结的水滴不
会直接滴到测试板上。
C）将恒温恒湿箱中设定的温湿度范围并维持96小时后，以电压100VDC测量并记录，
分别测1-2，2-3，3-4，4-5端点间的阻抗值。
1.3.5表示同一电性，2.5表示另一电
性。
D）将测试板的电路连接到电源供应器上，电压为10VDC，施加电压的正负极必须电
性相同
E）经过500小时后，中断电源供应，重复C的步骤，测试时的板要求在高温高湿箱中。
5）数据处理：
其中
N=测试电阻数目
IRI=每个电阻的量测值
如果有任何已知的原因造成电阻值过低，则该数据可以被删除在平均值之外。
6）测试结果:
13.粘着力测试
1）目的：
主要验证锡膏随着时间的改变是否有足够的粘着力可以将元器件固定。
2）测试标准：
IPC-TM-6502.4.44
3）测试设备：
粘着力测试仪，铜板（厚度0.2mm。
直径6.5mm），溶剂IPA，载玻片
4）测试方法：
A）使用铜板，将焊锡膏印刷在Slideglass板上，完成4个直径6.5mm,厚度0.2mm的形状
B）将上述所准备的样品,保持在温度为25±2℃,相对湿度（50±2）%的环境中.
C）将试验用试料放在探针的下方,调整探针在所印刷的4个模型的其中之一的中心,以300g
±30g作用,使探针固定,以2.5mm/min,±0.5mm的速率将探针自锡膏提取,记录剥离所需
要最大荷重,用相同条件测定5次,取平均值.
D）分别测试0hr,4hr，8hr，12hr，24hr时的粘着力值。
5）评估方法:
A）到达最大峰80%的时间.
B）最大粘着力的变化曲线
C）超过最大粘着力的保持时间
6）测试结果
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