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J-STD-003B-印制板可焊性測試標準---中文

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J-STD-003B-印制板可焊性測試標準 印制板可焊性測試 J-STD-003B J-STD-003B中文 可焊性測試印制板 印制板板可焊性測試 J-STD-003
資源描述:
聯合?業標準 印制板可焊性測試 IPC J-STD-003B CN 2007年3? 代替J-STD-003A 2003年2? 標準化 的原則 1995年5月、IPC技術行動執行委員會(TAEC)采用了該“標準化的原則”作為IPC致力 標準化的指引原則。 標準應該 ·表達可制造性設計(DFM)與為環 境設計(DFE)的關系 ·最小化上市時間 ·使用簡單的(簡化的)語言 ·只涉及技術規范 ·聚焦于最終產品的性能 ·提供有關應用和問題的反饋系統以利將來改進 標準不應該 ·抑制創新 ·增加上市時間 ·拒人于門外 ·增加周期時間 ·告訴你如何作某件事 ·包含任何禁不住推敲 的數據 特別說明IPC標準和出版物、通過消除制造商與客戶之間的誤解、推動產品的可交換性和產品 的改進、協助買家進行選擇并以最短的延遲時間獲得滿足其特殊需要的適當的產品、 以實現為公眾利益服務的宗旨。這些標準和出版物的存在、即不應當有任何考慮排 斥IPC會員或非會員制造或銷售不符合這些標準和出版物要求的產品、也不應當排斥 那些IPC會員以外無論是國內還是國際的公眾自愿采用。 IPC提供的標準和出版物是推薦性的、不考慮其采用是否涉及有關文獻、材料、或 工藝的專利。IPC既不會對任何專利所有者承擔任何義務、也不會對任何采用這些推 薦性標準和出版物的團體承擔任何義務。使用者對于一切專利侵權的指控承擔全部辯 護的責任。 IPC關于 規范修訂 變更的? 場聲明 使用和執行IPC的出版物完全出于自愿并且成為用戶與供應商關系的一部分、這是IPC 技術行動執行委員會的立場。當某個IPC出版物升級以及修訂版面世時、TAEC的意見 是、除非由合同要求、這種新的修訂版作為現行版的一部分來使用的關系不是自動產 生的。TAEC推薦使用最新版本。1998年10月6日起執行 為什么要 付費購買 本?件? 您購買本標準是在為今后的新標準開發和行業標準升級作貢獻。標準讓制造商、用 戶、供應商更好地相互理解。標準會幫助制造商建立滿足行業規范的工藝、獲得更高 的效率、向用戶提供更低的成本。 IPC每年投入數十萬美元支持IPC的志愿者在標準和出版物上的開發。草案稿需要多遍 審查、委員會的專家們要花費數百小時進行評審和開發。IPC員工要出席和參加委員 會的活動、打印排版、以及完成所有必要的手續以達到ANSI(美國國家標準學會)認證 要求。 IPC的會費一直保持在低位以使盡可能多的公司加入。因此、有必要用標準和出版 物的收入補償會費收入。IPC會員可以得到50%的折扣價格。如果貴公司需要購買IPC 標準和出版物、為什么不加入會員得到這個實惠、并同時享有IPC會員的其他好處 呢?有關IPC會員的其他信息、請瀏覽www.ipc.org、或致電001-847-790-5372。 感謝您的繼續支持。 ?2007版權歸伊利諾斯州班諾克本市的IPC所有。 依據《國際版權公約》及《泛美版權公約》保留所有權利。任何 未經版權所有者的事先書面同意而對本資料進行的復印掃描或其它復制行為被嚴格禁止并構成《美國版權法》意義 下的侵權。 IPC J-STD-003B CN 印制板可焊性測試 由IPC組裝與連接工藝委員會(5-20) 印制線路板可焊性技術規范任務組(5-23a)開發 由IPC TGAsia 5-23CN 技術組翻譯 鼓勵本標準的使用者參加未來修訂版的開發。 聯系方式: IPC 3000 Lakeside Drive, Suite 309S Bannockburn, Illinois 60015-1249 Tel 847 615.7100 Fax 847 615.7105 IPC中國 愛比西技術咨詢(上海)有限公司 上海辦公室 電話: (8621)54973435/36 深圳辦公室 電話: (86755)86141218/19 取代: J-STD-003A - 2003年2月 J-STD-003 - 1992年4月 IPC-S-804A - 1987年1月 IPC-S-803 IPC-S-801 ASSOCIATION CONNECTING ELECTRONICS INDUSTRIES? 此頁留作空白 鳴謝 IPC組裝與連接工藝委員會(5-20)印制線路板可焊性技術規范任務組(5-23a)全體成員共同努力開發出了此項標 準。 任何包含復雜技術的標準都要有大量的資料來源, 感謝他們為此做出的無私奉獻。我們不可能羅列所有參與和支 持本標準開發的個人和單位, 下面僅僅列出印制線路板可焊性技術規范任務組的主要成員。然而我們不得不提到IPC TGAsia 5-23CN技術組的成員,他們力求譯文文字的信達雅,為此標準中文版的翻譯、 審核付出了艱苦的勞動。我們 在此一并對上述各有關組織和個人表示衷心的感謝。 組裝與連接?藝委員會印制線路板可焊性 技術規范任務組 IPC 董事會技術聯絡員 主席 Leo P. Lambert EPTAC 公司 副主席 Renee J. Michalkiewicz Trace 實驗室(東部) 主席 David F. Scheiner Kester 公司 副主席 Dennis Fritz MacDermid公司 Peter Bigelow IMI 公司 Sammi Yi 偉創力國際 印制線路板可焊性技術規范任務組成員 Blaine Partee, ACI/EMPF Trevor Bowers, Adtran Inc. Brenda Ross, Air Products & Chemicals Lorianne Hamoline, Alcatel-Lucent Bradley Smith, Allegro MicroSystems Inc. Charles Dal Currier, Ambitech Inc. Andrew Giamis, Andrew Corporation George M. Wenger, Andrew Corporation Greg Alexander, Ascentech, LLC Kuldip Johal, Atotech USA Inc. Robert Wettermann, B E S T Inc. Mark Buechner, BAE Systems Thomas A. Carroll, Boeing Space Systems Gail Auyeung, Celestica International Inc. Jason Bragg, Celestica International Inc. Kevin Weston, Celestica International Inc. Mario Kasilag, Consultant David J. Corbett, Defense Supply Center Columbus Patrick Kyne, Defense Supply Center Columbus David E. Moore, Defense Supply Center Columbus Lowell Sherman, Defense Supply Center Columbus Jim R. Reed, Dell Inc. John H. Rohlfing, Delphi Electronics and Safety Philip W. Wittmer, Delphi Electronics and Safety Brian C. McCrory, Delsen Testing Laboratories Glenn Dody, Dody Consulting Theodore Edwards, Dynaco Corp. Peter Bratin, ECI Technology, Inc. Michael Pavlov, ECI Technology, Inc. Werner Engelmaier, Engelmaier Associates, L.C. Karl F. Wengenroth, Enthone Inc. - Cookson Electronics Yung-Herng Yau, Enthone Inc. - Cookson Electronics Benny Nilsson, Ericsson AB Michael W. Yuen, Foxconn EMS, Inc. Graham Naisbitt, Gen3 Systems Limited Brian J. Toleno, Ph.D., Henkel Corporation Jere Wittig, HFK Precision Metal Stamping Corporation Suzanne F. Nachbor, Honeywell DSES Minneapolis Chris W. Alter, Honeywell Inc. Joseph T. Slanina, Honeywell Inc. Vicka White, Honeywell Inc. Dewey Whittaker, Honeywell Inc. Whitney Aguilar, Hydro-Aire Division/Crane Co. James D. Bielick, IBM Corporation Theron L. Lewis, IBM Corporation Gary B. Long, Intel Corporation James F. Maguire, Intel Corporation Jack McCullen, Intel Corporation Mark A. Kwoka, Intersil Corporation J. Lee Parker, Ph.D., JLP Howard S. Feldmesser, Johns Hopkins University Akikazu Shibata, Ph.D., JPCA-Japan Electronics Packaging and Circuits Association Mary Carter Berrios, Kemet Electronics Corp. Richard E. Kraszewski, Kimball Electronics Group Phillip Chen, L-3 Communications Electronic Systems Steven M. Nolan, C.I.D.+, Lockheed Martin Maritime Systems Vijay Kumar, Lockheed Martin Missile & Fire Control Linda Woody, Lockheed Martin Missile & Fire Control Hue T. Green, Lockheed Martin Space Systems Company Donald P. Cullen, MacDermid, Inc. Bihari Patel, MacDermid, Inc. Srinivas Chada, Ph.D., Medtronic Microelectronics Center Randy R. Reed, Merix Corporation Francis Anglade, Metronelec Russell S. Shepherd, Microtek Laboratories Edwin Bradley, Motorola Inc. John W. Porter, Multicore Solders Ltd. Christopher Hunt, Ph.D., National Physical Laboratory 2007年3月IPC J-STD-003B iii Keith Sweatman, Nihon Superior Co., Ltd. Kil-Won Moon, Ph.D., NIST Maureen Williams, NIST Gordon Davy, Northrop Grumman Corporation Mary Dinh, Northrop Grumman Space Systems Gerard A. O’ Brien, Photocircuits Corporation Timothy M. Pitsch, Plexus Corp. Scott M. Ubl, Plexus Corp. Dennis J. Cantwell, Printed Circuits Inc. Carol A. Handwerker, Sc.D., Purdue University Steven A. Herrberg, Raytheon Company William R. Russell, Raytheon Company Jeff Seekatz, Raytheon Company Rudy Sedlak, RD Chemical Co. Connie M. Korth, Reptron Manufacturing Services/Hibbing Beverley Christian, Ph.D., Research In Motion Limited Susan S. Hott, Robisan Laboratory Inc. Chris Mahanna, Robisan Laboratory Inc. David C. Adams, Rockwell Collins Douglas O. Pauls, Rockwell Collins Keith J. Whitlaw, Rohm and Haas Company Dawn Skala, Sandia National Laboratories, Calif. Zhang Yuan, Shenzhen Huawei Technologies Harry M. Siegel, STMicroelectronics Inc. Karl A. Sauter, Sun Microsystems Inc. Frank Y. S. Bai, Taiwan Printed Circuit Association William Sepp, Technic Inc. Richard M. Edgar, Tec-Line Inc. William Lee Vroom, Thomson Consumer Electronics Renee J. Michalkiewicz, Trace Laboratories - East George Milad, UIC/Uyemura International Corp. Vincent B. Kinol, Umicore America Inc. Chris Ball, C.I.D., Valeo Inc. Donald M. Hague, W. M. Hague Company IPC TGAsia 5-23CN技術組成員 賀光輝(主席)信息產業部電子第五研究所 (中國賽寶實驗室) 陳 燕(副主席) 麥可羅泰克(常州)實驗室 李淑榮北京航星科技開發公司 楊舉岷北京航星科技開發公司 鄒雅冰信息產業部電子第五研究所 (中國賽寶實驗室) 邱寶軍信息產業部電子第五研究所 (中國賽寶實驗室) 劉玉飛上海英順達科技有限公司 朱雄云上海三奧尼斯電子有限公司 李瑞娟中興通訊股份有限公司 孫 磊中興通訊股份有限公司 何大鵬華為技術有限公司 高 峰華為技術有限公司 藍煥升中興通訊股份有限公司 付紅志中興通訊股份有限公司 劉佳毅杭州華三通信技術有限公司 姚東強深圳市深南電路有限公司 汪 洋信息產業部電子第五研究所 (中國賽寶實驗室) 陳燕瓊北京航星科技開發公司 李婭婷霍尼韋爾航空事業部 宮立軍深圳市興森快捷電路科技股份有限公司 朱海鷗杭州華三通信技術有限公司 趙松濤深圳市易思維科技有限公司 朱 明信息產業部電子第五研究所 (中國賽寶實驗室) (原) 中興通訊股份有限公司(現) 陸曉東Metronelec上海辦公室 王燕梅美維科技集團附屬機構東莞 生益電子有限公司 蔡銘超杭州華三通信技術有限公司 馬 鑫深圳億鋮達工業有限公司 于超偉華為技術有限公司 劉湘龍興森快捷電路科技股份有限公司(廣州) 饒國華珠海元盛電子科技股份有限公司 劉府芳偉創力制造(珠海) 康來輝深圳拓普達資訊有限公司 IPC J-STD-003B2007年3月 iv ? 錄 1總則 . 1 1.1范圍 . 1 1.2目的 . 1 1.3目標 . 1 1.3.1應當或應該 . 1 1.3.2文件優先順序 . 1 1.4性能等級 . 1 1.5測試方法分類 . 1 1.5.1具有外觀驗收標準的測試 . 1 1.5.2具有力度測量標準的測試 . 2 1.5.3委員會審核中的測試方法 . 2 1.6測試方法的選擇 . 2 1.7試樣要求 . 2 1.8涂覆層耐久性 . 3 1.9限制 . 3 2引??件 . 3 2.1工業 . 3 2.1.1IPC . 3 3要求 . 3 3.1術語及定義 . 3 3.2材料 . 4 3.2.1焊料 . 4 3.2.2助焊劑 . 4 3.2.2.1助焊劑的維護 . 4 3.2.3助焊劑的去除 . 4 3.3設備 . 4 3.3.1老化設備 . 4 3.3.2焊料槽 . 4 3.3.3光學檢查設備 . 4 3.3.4浸入裝置 . 4 3.3.5計時裝置 . 4 3.4測試準備 . 4 3.4.1試樣的準備和預處理 . 4 3.4.2加速老化 . 5 3.4.3烘烤 . 5 3.5焊料槽要求 . 5 3.5.1焊接溫度 . 5 3.5.2焊料雜質的控制 . 5 4測試程序 . 6 4.1測試程序的局限性 . 6 4.1.1助焊劑的使用 . 6 4.2具有已建立的接受/拒收標準的測試 . 7 4.2.1測試A–邊緣浸焊測試(錫鉛焊料) 7 4.2.1.1儀器 . 7 4.2.1.1.1焊料槽 . 7 4.2.1.1.2浸入裝置 . 7 4.2.1.2試樣 . 7 4.2.1.3程序 . 7 4.2.1.4評定 . 9 4.2.1.4.1放大倍數 . 9 4.2.1.4.2表面評定 – 接受/拒收標準 . 9 4.2.2測試B – 擺動浸焊測試 . 9 4.2.2.1儀器 . 9 4.2.2.2試樣 . 9 4.2.2.3程序 . 9 4.2.2.4評定 . 9 4.2.2.4.1放大倍數 . 9 4.2.2.4.2表面評定—接受/拒收標準 . 9 4.2.2.4.3鍍覆孔評定 . 10 4.2.3測試C – 浮焊測試(錫鉛焊料) . 11 4.2.3.1儀器 . 11 4.2.3.1.1焊料槽 . 11 4.2.3.1.2試樣夾具 . 11 4.2.3.2試樣 . 11 4.2.3.3程序 . 11 4.2.3.4評定 . 11 4.2.3.4.1放大倍數 . 11 4.2.3.4.2表面評定 – 接受/拒收標準 . 11 4.2.3.4.3鍍覆孔評定 . 11 4.2.4測試D – 波峰焊測試(錫鉛焊料) . 11 4.2.4.1儀器 . 11 4.2.4.2試樣 . 11 4.2.4.3程序 . 11 4.2.4.4評定 . 12 4.2.4.4.1放大倍數 . 12 4.2.4.4.2表面評定 – 接受/拒收標準 12 4.2.4.4.3鍍覆孔評定 . 12 2007年3月IPC J-STD-003B v 4.2.5測試E – 表面貼裝工藝模擬測試 (錫鉛焊料) . 12 4.2.5.1儀器 . 12 4.2.5.1.1模板/絲網 . 12 4.2.5.1.2焊膏涂敷工具 . 12 4.2.5.2試樣 . 12 4.2.5.3再流焊設備 . 12 4.2.5.4程序 . 12 4.2.5.5評定 . 13 4.2.5.5.1放大倍數 . 13 4.2.5.5.2表面評定 – 接受/拒收標準 13 4.2.6測試A1 – 邊緣浸焊測試(無鉛焊料) 14 4.2.6.1儀器 . 14 4.2.6.1.1焊料槽 . 14 4.2.6.1.2浸入裝置 . 14 4.2.6.2試樣 . 14 4.2.6.3程序 . 14 4.2.6.4評定 . 14 4.2.6.4.1放大倍數 . 14 4.2.6.4.2表面評定 – 接受/拒收標準 14 4.2.7測試B1 – 擺動浸焊測試 (無鉛焊料) . 14 4.2.7.1儀器 . 14 4.2.7.2試樣 . 14 4.2.7.3程序 . 14 4.2.7.4評定 . 15 4.2.7.4.1放大倍數 . 15 4.2.7.4.2表面評定 – 接受/拒收標準 15 4.2.7.4.3鍍覆孔評定 . 15 4.2.8測試C1 – 浮焊測試(無鉛焊料) . 15 4.2.8.1儀器 . 15 4.2.8.1.1焊料槽 . 15 4.2.8.1.2試樣夾具 . 15 4.2.8.2試樣 . 15 4.2.8.3程序 . 15 4.2.8.4評定 . 15 4.2.8.4.1放大倍數 . 15 4.2.8.4.2表面評定 – 接受/拒收標準 15 4.2.8.4.3鍍覆孔評定 . 15 4.2.9測試D1 – 波峰焊測試(無鉛焊料) 16 4.2.9.1儀器 . 16 4.2.9.2試樣 . 16 4.2.9.3程序 . 16 4.2.9.4評定 . 16 4.2.9.4.1放大倍數 . 16 4.2.9.4.2表面評定 – 接受/拒收標準 . 16 4.2.9.4.3鍍覆孔評定 . 16 4.2.10測試E1 – 表面貼裝工藝模擬測試 (無鉛焊料) . 16 4.2.10.1儀器 . 16 4.2.10.1.1 模板/絲網 . 16 4.2.10.1.2 焊膏涂敷工具 . 16 4.2.10.2試樣 . 17 4.2.10.3再流焊設備 . 17 4.2.10.4程序 . 17 4.2.10.5評定 . 17 4.2.10.5.1 放大倍數 . 17 4.2.10.5.2 表面評定 – 接受/拒收標準 17 4.3具有力度測量標準的測試 . 18 4.3.1測試F – 潤濕稱量測試(錫鉛焊料) . 18 4.3.1.1儀器 . 18 4.3.1.1.1浸入裝置 . 18 4.3.1.2試樣 . 18 4.3.1.3程序 . 18 4.3.1.4評定 . 19 4.3.1.4.1放大倍數 . 19 4.3.1.4.2建議標準 . 19 4.3.1.5量具的可重復性和可再現性 (GR&R)協議 . 20 4.3.2測試F1 – 潤濕稱量測試(無鉛焊料) . 21 4.3.2.1儀器 . 21 4.3.2.1.1浸入裝置 . 21 4.3.2.2試樣 . 21 4.3.2.3程序 . 21 4.3.2.4評定 . 21 4.3.2.4.1放大倍數 . 21 4.3.2.4.2建議標準 . 21 4.3.2.5量具的可重復性和可再現性 (GR&R)協議 . 21 5評定輔助圖 . 22 5.1評定輔助圖 – 表面 22 5.2評定輔助圖 – 3級產品的鍍覆孔 22 6注意事項 . 23 6.1浮力校正 . 23 6.2預熱 . 23 6.3烘烤 . 23 6.4預烘烤 . 23 6.5安全注意事項 . 23 IPC J-STD-003B2007年3月 vi 6.6活性助焊劑的使用 . 23 6.7焊料接觸 . 23 附錄A計算矩形截?的最?理論? 24 附錄B計算潤濕曲線下的?積 25 附錄C?產商名錄 26 附錄D使?銅箔試樣時,潤濕稱量量具的 可重復性和可再現性(GR&R) 測試協議 27 附錄EJ-STD-002/J-STD-003委員會關于 可焊性測試采?活性助焊劑合理性 的公開信 28 圖 圖3-1接觸角 3 圖3-2刻度線實例 5 圖4-1邊緣浸焊可焊性測試 7 圖4-2用于鍍覆孔的建議試樣 8 圖4-3用于表面貼裝要素的建議試樣 8 圖4-4擺動浸焊測試 9 圖4-5焊料潤濕鍍覆孔效果圖-3級產品 10 圖4-6焊料潤濕鍍覆孔實例-3級產品 10 圖4-7潤濕稱量裝置 18 圖4-8用于潤濕稱量測試的建議試樣及焊接浸入 18 圖4-9潤濕稱量測試焊接浸入 19 圖4-10 A組潤濕曲線 . 20 圖4-11 B組潤濕曲線 . 20 圖5-1評定輔助圖 . 22 表 表1-1測試方法的選擇 2 表1-2預處理和測試要求 3 表3-1助焊劑成分 4 表3-2焊料槽雜質含量最大限值 5 表4-2再流焊參數要求 12 表4-1模板厚度要求 12 表4-3模板厚度要求 16 表4-4無鉛再流焊參數要求 17 表4-5潤濕稱量參數和建議標準 19 表4-6潤濕稱量參數和建議標準 21 表3-1助焊劑成分 28 2007年3月IPC J-STD-003B vii 此頁留作空白 IPC J-STD-003B2007年3月 viii 印制板可焊性測試 1總則 1.1范圍本標準規定了用于評定印制板表面 導體、連接盤和鍍覆孔可焊性的測試方法和缺 陷定義,并附有相關的圖表。本標準適用于供 應商和用戶。 1.2?的測定可焊性是為了驗證印制板制作 工藝和后續儲存對印制板上需要焊接部分的可 焊性無不利影響??赏ㄟ^按照所選方法測試印 制板可焊性試樣部分,或測試作為印制板在制 板的一部分進行加工然后從印制板上分離下來 的典型試樣,來評定可焊性。 1.3?標本標準所述可焊性測試方法的目標 是測定印制板表面導體、連接盤及鍍覆孔被焊 料潤濕的難易程度和經受苛刻的印制板組裝工 藝的能力。 1.3.1應當或應該“應當”一詞用于本文件 中對材料、準備、工藝控制、焊接連接的驗收 或測試方法有要求的任何地方?!皯摗币辉~ 為推薦性建議,用于反映僅作為指南的常規行 業慣例和程序。 1.3.2?件優先順序在有沖突的情況下,以 如下降序方式明確所采用文件的優先順序: 1. 用戶與供應商協議的采購合同。 2. 反映用戶詳細要求的設計總圖或總組裝圖。 3. 用戶引用或合同協議引用本文件J-STD-003。 4. 客戶指定的其他文件。 1.4性能等級建立了三個產品級別以反映復 雜性、功能性能要求和測試/檢驗頻次的逐級增 加。不同級別設備在分類上可能有重疊。用戶 有責任在合同和采購訂單中詳細說明每一種產 品所要求的性能等級,當適用時,還應當表明 任何例外的具體參數。 1級普通類電?產品 包括消費類產品、某些計算機及計算機外圍設 備。此類產品以印制板功能完整為主要要求, 外觀缺陷并不重要。 2級專?服務類電?產品 包括通訊設備、高級商用設備、儀器等。此類 產品要求高性能及較長使用壽命,最好能保持 不間斷工作但該要求不嚴格。允許有一定的外 觀缺陷。 3級?性能電?產品 包括連續工作性能或對其要求的性能非常關鍵 的設備產品。 這些設備的服務中斷是不允許的; 設備在有要求時必須能夠發揮其功能,如救生 設備或飛行控制系統。 本級別產品中的印制板適 用于要求高水平的保證及服務是必需的產品。 1.5測試?法分類本標準描述了評定表面導 體(及連接盤) 、和鍍覆孔可焊性所采用的測試 方法。除非供應商和用戶雙方另有協議,否則, 測試A、測試B、測試C、測試D和測試E適用于 錫鉛焊接工藝;測試A1、測試B1、測試C1、測 試D1和測試E1適用于無鉛焊接工藝。用于錫鉛 焊接工藝的測試A和測試C以及用于無鉛焊接工 藝的測試A1和測試C1被作為評定可焊性的默認 測試方法。 用戶要在生產、收到印制板時或在組裝焊接 前制定出完成該測定所采用的規定。用戶和供 應商應當通過協商選擇所采用的適當方法及其 相互關系。 本文件的一些方法規定了標準的停留時 間。熱容量大的印制板有必要延長焊接停留 時間(見6.2節) 。用戶和供應商應當就停留時間 的任何變化達成協議。 1.5.1具有外觀驗收標準的測試 錫鉛焊料合? 測試A – 邊緣浸焊測試僅用于表面導體和焊 盤(見4.2.1節) 測試B – 擺動浸焊測試適用于鍍覆孔、表面導 體、連接盤、焊接起始面(見4.2.2節) 測試C – 浮焊測試適用于鍍覆孔、 表面導體、 焊盤、焊接起始面(見4.2.3節) 2007年3月IPC J-STD-003B 1 測試D – 波峰焊測試適用于鍍覆孔、表面導 體、焊盤、焊接起始面(見4.2.4節) 測試E – 表?貼裝模擬測試適用于表面導體和 連接盤(見4.2.5節) ?鉛焊料合? 測試A1 – 邊緣浸焊測試僅用于表面導體和焊 盤(見4.2.6節) 測試B1 – 擺動浸焊測試適用于鍍覆孔、表面 導體、連接盤、焊接起始面(見4.2.7節) 測試C1 – 浮焊測試適用于鍍覆孔、表面導 體、連接盤、焊接起始面(見4.2.8節) 測試D1 – 波峰焊測試適用于鍍覆孔、表面導 體、連接盤、焊接起始面(見4.2.9節) 測試E1 – 表?貼裝模擬測試適用于表面導體 和連接盤(見4.2.10節) 1.5.2具有?度測量標準的測試 錫鉛焊料合? 測試F – 潤濕稱量測試適用于鍍覆孔、表面導 體及連接盤(見4.3.1節) ?鉛焊料合? 測試F1 – 潤濕稱量測試適用于鍍覆孔、表面 導體及連接盤(見4.3.2節) 未經供應商及用戶雙方協商同意,測試F和測 試F1不應當作為接受/拒收標準。請將采用這些 測試方法產生的所有測試數據,包括測試板類 型(如2型板或12層、3型板) 、試樣尺寸及任何 預處理等,提交至: IPC J-STD-003 聯絡員 3000 Lakeside Drive, Suite 309S Bannockburn, IL 60015 1.5.3委員會審核中的測試?法J-STD-003委 員會已著手采用、說明、審核了用于可焊性測 試的順序電化學還原分析法(SERA) 。委員會 的立場是SERA測試方法應該歸入IPC-TM-650手 冊,直到產生其它可焊性測試信息。請把所有 測試數據提交給委員會審核,聯系方式: IPC J-STD-003 聯絡員 3000 Lakeside Drive, Suite 309S Bannockburn, IL 60015 1.6測試?法的選擇對于適當測試方法的選 擇,請參考1.5節、表1-1和表1-2。測試方法的 選擇應當考慮到最終的焊接工藝以使測試結果 能夠最好地體現該工藝。 1.7試樣要求試樣應當是具有代表性的試 樣、被測試印制板的一部分、或整板如在尺寸 允許范圍內,則采用整板,以可能達到各個方 法中規定的浸入深度。試樣應當能夠反映被測 試批次的特征。該試樣被作為驗收材料的判斷 標準時,供應商及用戶雙方應當協商確定試樣 的數量。 表1-1測試?法的選擇 測試?法所適?的表?特征鍍覆孔 具有外觀評定標準的測試 測試A – 邊緣浸焊測試 測試A1 – 邊緣浸焊測試 X不適用 測試B – 擺動浸焊測試 測試B1 – 擺動浸焊測試 X(僅用于焊接起始面)X 測試C – 浮焊測試 測試C1 – 浮焊測試 X(僅用于焊接起始面)X 測試D – 波峰焊測試 測試D1 – 波峰焊測試 X(僅用于焊接起始面)X 測試E – 表面貼裝模擬測試 測試E1 – 表面貼裝模擬測試 X不適用 具有?度測量標準的測試 測試F – 潤濕稱量測試 測試F1 – 潤濕稱量測試 XX IPC J-STD-003B2007年3月 2 以下各個測試方法章節具體描述了可用于剛 性板表面可焊性和鍍覆孔可焊性的試樣。也可 采用類似試樣,只要其能反映印制板的電路、 孔、結構, 并與所評定的印制電路板一起加工。 除非另有規定, 如與鍍覆孔相關的連接盤是用 作與鍍覆孔連接,則應當將其作為鍍覆孔的一 部分。這種情況下,僅需進行孔可焊性測試。 如連接盤是用作器件的表面連接, 則應當對這類 連接盤進行孔可焊性及表面可焊性兩項測試。 1.8涂覆層耐久性用戶應當在采購或訂購文 件中向供應商規定所要求的涂覆層耐久性。以 下即為確定所需涂覆層耐久性類型的指南(不 是產品性能等級) 。應當按表1-2完成加速老化和 可焊性測試。 1類 – 最低?平的涂覆層耐久性。 指制造完工后30天以內要焊接的印制板,可能 會暴露于最低程度的熱環境中。 2類 – 平均?平的涂覆層耐久性。 指制造完工后經過6個月以內貯存的印制板,可 能會暴露于中等程度的熱或焊接環境中。 3類 – 最??平的涂覆層耐久性。 指制造完工后經過長時間(6個月以上)貯存的 印制板,可能會經歷嚴苛的熱環境或焊接工序 等。但應該注意到,采購該類印制板會增加額 外成本、延長交貨期。 1.9限制本標準不應當解釋為正常生產情況 下準備或焊接印制板或組件時的焊接或上錫程 序。 2引??件 下列文件的現行有效版本構成本文件在此限定 范圍內的組成部分。 2.1?業 2.1.1IPC1 IPC-T-50電子電路互連與封裝術語及定義 IPC-TM-650測試方法手冊 J-STD-005焊膏要求 J-STD-006電子焊接領域電子級焊料合金及 含有助焊劑與不含助焊劑的固體焊料的要求 3要求 3.1術語及定義本文件所適用的術語和定義 均應當符合IPC-T-50。本標準中標有星號(*) 的術語直接引自IPC-T-50,為方便起見,轉載于 此。 * 焊接接觸?:焊料/金屬基材表面的切面與 焊料/空氣界面的切面之間形成的焊料填充 角。 (見圖3-1。 ) 1. www.ipc.org 表1-2預處理和測試要求 測試前處理助 焊 劑 涂覆層耐久性類型a 12b3 表?孔表?孔表?孔 8小時老化(3.4.2節)見3.2.2節X 無見3.2.2節XXXX 無型號cX a. 見1.8節。 b. 默認涂覆層類型。 c. 在印制板組裝工藝中使用的助焊劑產品。 IPC-003b-3-1-cn 圖3-1接觸? 2007年3月IPC J-STD-003B 3 3.2材料 3.2.1焊料 對于錫鉛測試, 焊料成分應當為符 合J-STD-006要求的Sn60/Pb40、Sn62/Pb36/2Ag 或Sn63/Pb37。測試期間,應當按照3.5.2節的要 求維持焊料的成分及其雜質含量。 測試E中所用的錫鉛焊膏成分應當為符合 J-STD-005要求的Sn60/Pb40或Sn63/Pb37,粒度 為-325/+500,助焊劑類型為ROL1。焊膏應當符 合制造商技術規范中的貯存和保質期要求。 對于無鉛測試,焊料成分應當為符合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。 測試E1中所用的無鉛焊膏成分應當為符合J- STD-005要求的Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305) , 粒度為-325/+500目,由用戶和供應商協商確定 助焊劑類型。焊膏應當符合制造商技術規范中 的貯存和保質期要求。用戶和供應商可協商使 用其它無鉛焊膏。 3.2.2助焊劑錫鉛可焊性測試所用助焊劑應 當為1號標準活性松香助焊劑, 其成分為: 將重量 比為25%±0.5%的松香和重量比為0.15%±0.01% 的二乙胺鹽酸鹽(CAS 660-68-4)溶解于重量比 為74.85%±0.5%的異丙醇中(見表3-1) 。 無鉛可焊性測試所用助焊劑應當為2號標準活 性松香助焊劑, 其成分為: 將重量比為25%±0.5% 的松香和重量比為0.39%±0.01%的二乙胺鹽酸 鹽(CAS 660-68-4)溶解于重量比74.61%±0.5% 的異丙醇中(見表3-1) 。 3.2.2.1助焊劑的維護不使用1號和2號標準 活性松香助焊劑時,應當將其密封貯存,使用8 小時后丟棄;或助焊劑比重應當維持在0.843± 0.005,溫度為25±2 oC(77±3.6 oF) ,使用一周后 丟棄。 3.2.3助焊劑的去除在可焊性測試結束后和 評定可焊性前,用于清洗印制板的材料應當能 夠去除可見助焊劑殘留物。 3.3設備 下列要求適用于所有方法和設備(設 備清單見附錄C) 。在每種可焊性測試方法中詳 述了具體所使用的設備。 3.3.1?化設備老化設備應當能夠維持3.4.2 節規定的溫度和濕度參數。 試樣應當懸置在該設 備中,距箱體內壁的距離40.mm[1.57in]以上。 測試中非金屬支架應當能使試樣保持在90 °到 45 °之間。應當注意參數設置不得超過老化設備 的能力。過度或不適當的負載會造成試樣表面 凝露。 3.3.2焊料槽應當使用足夠大的恒溫控制焊 料槽以能容納試樣。焊料槽應當容納足夠的 焊料,以在測試期間將溫度維持在規定的溫度 極限內(3.5.1節) ,并防止雜質含量超過最大限 值(3.5.2節) 。應當由用戶和供應商協商確定測 試方法D或D1所采用的波峰焊料槽溫度范圍。 當使用無鉛焊料合金時,應該采取預防措施以 防止由于金屬侵蝕損壞焊料槽。 3.3.3光學檢查設備所有要求目檢的測試方 法應當使用具有10倍放大倍數的放大裝置進行 測量(見各項測試方法) ,適用時可配備刻度線 或等效物進行測量。圖3-2中顯示了刻度線的實 例。應當使用無影燈光進行適當的檢驗。 3.3.4浸?裝置浸焊裝置應當是機械式的或 機電式的,能夠控制4.2和4.3節所規定的浸入和 提出速度、停留時間和浸入深度。 3.3.5計時裝置計時裝置應當是全自動的并 能滿足測試方法的精度要求。 3.4測試準備 3.4.1試樣的準備和預處理操作時應當防止 污染(油脂和汗液等)待測表面。當用戶和供 應商達成協議時,可以采用其它的預處理方法 處理待測試樣,如除油、水洗、去除銅面和焊 料表面氧化膜或烘干等。 表3-1助焊劑成分 構 成 成分的重量百分? 1號助焊劑2號助焊劑 松香25±0.525±0.5 二乙胺鹽酸鹽0.15±0.010.39±0.01 異丙醇(IPA)余量余量 氯當量0.20.5 注:附錄C:該附錄包含了工業測試助焊劑產品清單。 IPC J-STD-003B2007年3月 4 上述的預處理應該相當于印制板在組裝焊接 時的實際工藝(見6.3節) 。如已進行老化,不推 薦預烘烤。 3.4.2加速?化所有需要加速老化的試樣應 當在可焊性測試前進行老化,老化后按照3.4.3 節要求立即烘烤。加速老化測試應當在溫度為 72 °C±5 °C(162 °F±9 °F)和相對濕度為85%± 3%的環境下進行。試樣老化時間應當為8小時± 15分鐘。 3.4.3烘烤 在老化后和進行可焊性測試之前, 應當立即進行烘烤,所有試樣應當在105 °C± 5 °C(221 °F±9 °F)溫度下烘烤1 +1/-0小時,以 去除表面濕氣和其它揮發物。在涂敷助焊劑和 測試前試樣應當冷卻至室溫。 3.5焊料槽要求 3.5.1焊接溫度應當在235 °C±5 °C(473± 9 °F)焊接溫度下進行錫/鉛可焊性測試。應當 在255 °C±5 °C(491±9 °F)焊接溫度下進行無鉛 可焊性測試。 3.5.2焊料雜質的控制用于可焊性測試的焊 料槽內的焊料應當進行化學或光譜分析, 或每隔 30個工作日進行更換。雜質含量的限值和錫含 量必須在表3-2規定的范圍內。如果測試結果顯 示雜質含量未接近限值,則可以延長分析時間 的間隔。測試期間,應當按照表3-2的要求維持 無鉛焊料的成分包括雜質含量,同時根據合金 要求調整銀及銅元素的含量。 注:一個工作日為焊料處于熔融和使用狀態 下的連續8個小時,或焊料處于熔融和使用狀態 下未滿8個小時,同樣計為一個工作日。 如果雜質含量超過表3-2規定的限值,則應當 更換焊料,縮短焊料分析時間間隔。應當開發 并實施規范化的抽樣計劃,以證明焊料雜質過 程控制。 IPC-003b-3-2-cn 圖3-2刻度線實例 表3-2焊料槽雜質含量最?限值 雜質 錫鉛合?a, b中雜質 最?重量百分? ?鉛合?a, c中雜質 最?重量百分? 銅0.3000.800 金0.2000.200 鎘0.0050.005 鋅0.0050.005 鋁0.0060.006 銻0.5000.500 鐵0.0200.020 砷0.0300.030 鉍0.2500.250 銀0.1004.000 鎳0.0100.010 鉛不適用0.100 注: a. 焊料中錫含量應當維持在所用合金標稱含量的±1%內, 錫含量的測 試頻次應當與銅/金雜質含量的測試頻次相同。焊料槽中的剩余成 分應當是鉛及上表列出的其它金屬。 b. 銅、金、鎘、鋅及鋁雜質總含量不應當超過0.4%。但對無鉛合金 不適用。 c. 這些雜質的最大重量百分比限值適用于使用SAC305合金進行的可 焊性測試。其它無鉛合金/雜質的最大限值可由用戶和供貨商達成 協議。 2007年3月IPC J-STD-003B 5 4測試程序 4.1測試程序的局限性本規范的測試程序適 用于行業中大多數常見類型的印制板。但由于 厚印制板增加了熱容量、厚徑比、印制板地層 數及孔內焊料量,降低了焊料完全潤濕頂層孔 焊盤的可能性,所以不同厚度的印制板不能采 用同樣的測試程序。 應當遵循本規范的測試程序。如果用戶與供 應商達成協議,需根據試樣的物理特性,而不 是試樣表面的可焊性改變測試程序,應當制定 并文檔化新的測試程序,并且只可用于所適用 的試樣。 測試程序和助焊劑(見3.2.2節)的改變 應當按照6.6節、6.7節的規定考慮潤濕時間和助 焊劑。 4.1.1助焊劑的使?試樣待焊接部分完全浸 入助焊劑5~10秒,助焊劑應當符合3.2.2節的要 求。從助焊劑中提出試樣后,垂直放置時間不應 當超過60秒。應當用干凈的吸收材料去除待測 試表面多余的助焊劑,然后應當在1分鐘之后, 5分鐘之內進行可焊性測試。 IPC J-STD-003B2007年3月 6 4.2具有已建?的接受/拒收標準的測試 4.2.1測試A – 邊緣浸焊測試 (錫鉛焊料) 該 測試適用于印制板表面導體和連接盤的邊緣浸 焊測試。 4.2.1.1儀器 4.2.1.1.1焊料槽應當采用滿足3.3.2節要求 的焊料槽。焊料應當符合3.2.1節要求。焊料槽 溫度和焊料雜質控制應當符合3.5.1節和3.5.2節 要求。 4.2.1.1.2浸?裝置應當使用如圖4-1所示的 浸入裝置。也可采用類似裝置,只要其浸入速 度、 停留時間、 提出速度在測試規定的范圍內。 保持印制板與焊料垂直,禁止搖動、振動和移 動浸入裝置和印制板。 4.2.1.2試樣試樣應當是被測印制板的典型 部分, 或整板,取其中較小者,但試樣不能大于 50x50mm[1.97x1.97in];或是能夠反映出印制板 常用特征的試樣。圖4-2和4-3是建議采用的試樣 形式。試樣的準備應當符合3.4節要求。 注:對于圖4-3來說,為確保測試的可重復性 和精確性,金屬化層延伸至試樣的邊緣是強制 要求??梢酝ㄟ^將有多個試樣面板上的試樣成 像放大來實現這一要求,這樣制作出的試樣將 比單獨制作出的試樣大。分板工藝(把單個試 樣從多圖形面板上分離出來)將有分槽或銑板 路徑通過放大的銅圖像,因此確保了銅完全出 現在試樣的邊緣。 由于銅相對較軟,可能需要用 600目的砂紙打磨粗糙的邊緣。另外一種確保試 樣邊緣完全有銅的方法是對試樣和邊緣進行預 處理。后一種方法成本通常都較高,且不一定 所有的印制電路板生產商都能做到。 4.2.1.3程序在浸焊前,應當徹底去除熔融 焊料表面的浮渣和助焊劑殘留物。按照4.1節涂 敷助焊劑和除去表面多余的助焊劑后, 試樣應當 浸入焊料中, 浸入深度為25.0±2.0mm[0.984±0.08 in],在熔融焊料中的停留時間應當為3.0±0.5s, 浸入速度和提出速度應當為25.0±2.0mm[0.984± IPC-003b-4-1-cn 圖4-1邊緣浸焊可焊性測試 2007年3月IPC J-STD-003B 7 IPC-003b-4-2-cn 圖4-2?于鍍覆孔的建議試樣 IPC-003b-4-3-cn 圖4-3?于表?貼裝要素的建議試樣 IPC J-STD-003B2007年3月 8 0.08in]/s。試樣提出后應當保持垂直狀態,并使 焊料在空氣中冷卻凝固。在檢查前,應當使用 符合3.2.3節要求的清洗劑去除所有試樣表面的 助焊劑。 4.2.1.4評定 4.2.1.4.1放?倍數應當使用符合3.3.3節要 求的設備在10倍放大倍數下檢查試樣。 4.2.1.4.2表?評定 – 接受/拒收標準每一個 被測表面(如每個焊盤)應當有至少95%的面 積潤濕良好。剩余面積允許存在小針孔、退潤 濕、 表面粗糙等缺陷,但不能集中在一個區域。 對于應用要求不太嚴格的情況,供應商和用戶 可以協商確定較低的潤濕百分比。 被評定區域內 應當無不潤濕和暴露金屬基材等現象。不應當 評定每個試樣距其底部邊緣3.2mm[0.126in]以內 的區域以及試樣夾具接觸區域。 4.2.2測試B – 擺動浸焊測試(錫鉛焊料) 該 測試適用于鍍覆孔、表面導體和焊盤的擺動浸 焊測試。 4.2.2.1儀器應當采用可以圓弧路徑移動試 樣的設備, 從而保證試樣能以恒定的速度連續接 觸焊料。 旋轉中心和試樣中心的最小距離應當為 100mm[3.937in], 試樣夾具實例如圖4-4所示。夾 具上與試樣和/或焊料接觸的包括連接彈簧(如 已安裝)在內的部件應該有較低的熱容量和熱 導率。應當用計時器確定試樣測試面的任一點 與熔融焊料的接觸時間。計時器應當在試樣表 面與焊料表面平行時開始計時。在試樣接觸熔 融焊料前,應當用50mm[1.97in]寬的聚四氟乙 烯(PTFE)或相當材質的刮條除去焊料表面的 氧化物和助焊劑殘留物。 4.2.2.2試樣試樣應當符合1.7節要求。 試樣 應當為整板、 或板的一部分或建議的試樣(見圖 4-2、4-3) 。試樣應當具有適當的寬度,以保證 試樣與焊料槽的槽壁至少有13mm的間隙。每個 試樣應當至少有6個端子(鍍覆孔或連接盤) 。 如果測試鍍覆孔,每批測試至少要有30個孔。 這就要求至少測試5個試樣 (每個試樣6個孔,共 30個孔) 。 試樣應當能夠反映出產品的特征。 試 樣測試面在運行方向的露出長度應當為25±5mm [0.984±0.20in],試樣的準備應當符合3.4節要 求。 4.2.2.3程序在浸焊前,應當徹底去除熔融 焊料表面的浮渣和助焊劑殘留物。按照4.1節涂 敷助焊劑和除去表面多余的助焊劑后, 將待測試 樣安裝在測試設備的夾具上。除非另有規定, 調節測試設備,使試樣在熔融焊料中的浸入深 度不超過試樣厚度的50%。運行測試設備,使試 樣與焊料接觸。當試樣脫離焊料槽之后, 并從夾 具上取下之前,使焊料在設備停止位置凝固。 必須注意避免焊料溢流到試樣的上表面。試樣 的寬度可能對這點造成影響。試樣在最大深度 處的停留時間應當為3.0±0.5秒。 在檢查前,應當 使用符合3.2.3節要求的清洗劑去除所有試樣表 面的助焊劑。 4.2.2.4評定 4.2.2.4.1放?倍數應當使用符合3.3.3節要 求的設備在10倍放大倍數下檢查試樣。 4.2.2.4.2表?評定—接受/拒收標準不應當 評定每個試樣距其底部邊緣3.0mm[0.018in]以內 的區域以及試樣夾具接觸區域。每一個被測表 面(如每個焊盤)應當有至少95%的面積潤濕 IPC-003b-4-4-cn 圖4-4擺動浸焊測試 2007年3月IPC J-STD-003B 9 良好。剩余面積允許存在小針孔、退潤濕、表 面粗糙等缺陷,但不能集中在一個區域。對于 應用要求不太嚴格的情況,供應商和用戶可以 協商確定較低的潤濕百分比。 被評定區域內應當 無不潤濕和暴露金屬基材等現象。 4.2.2.4.3鍍覆孔評定 僅對距離任意板邊緣或 者夾持點至少5.0mm[0.197in]以上的鍍覆孔進行 評定。不應當評定每個試樣距其底部邊緣3.0mm [0.018in]以內的區域以及試樣夾具接觸區域。 接受/拒收要求: ? 1級和2級產品焊料應當完全潤濕鍍覆孔孔 壁和直徑小于1.5mm[0.0591in]的塞孔(沒有必 要完全填滿)孔壁。 ? 3級產品如果焊料在所有鍍覆孔內攀升,說 明試樣被成功焊接。焊料應當完全潤濕孔壁, 鍍覆孔孔壁應當無任何不潤濕和暴露金屬基材 現象
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