(60A)锡铅焊料标准样品的研制

(60A)锡铅焊料标准样品的研制
[摘要] 阐述了锡铅焊料标准样品研制的工艺流程、均匀性检验、定值分析
及结果。

锡铅焊料标准样品确定了九个元素的标准值及不确定度、一个元素为参
考值。

该标准样品均匀性、稳定性良好，定值结果准确、具有很好的实用性。

该
标准样品已被国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管委会批准为国家级标准
样品。

[关键词] 锡铅焊料;标准样品
1前言
锡铅焊料广泛应用于电子、仪表、电器和机械制造业。

其用途广、产量大，
是一种重要的锡合金材料。

2000年6月9日，国家质量技术监督局发布了国家标
准GB/T 8012-2000《铸造锡铅焊料》，与 GB/T 8012-1987《铸造锡铅焊料》相比，主要作了如下修改：
（1）对产品牌号重新作了排列，牌号数量由35个增加为40个。

（2）所有牌号产品化学成分杂质含量增加了镉元素要求，取消了硫元素要求，AA级、A级、B级产品增加了银元素要求，对铋、铁、砷、铜、锌、铝等杂
质元素提出了更严的要求。

1999年研究设计院研制了2个锡铅焊料的国家标准样品[GSB04-1330 (60A、50B)]，除满足集团公司自身需求外，也满足了市场的需要，但其定值元素少，
难以适应国家标准GB/T 8012-2000《铸造锡铅焊料》的实施。

且由于锡铅焊料标
样（60A）已售罄，需要按照技术标准研制新的锡铅焊料标准样品进行补充，在
产品质量控制、校准分析仪器、检验分析方法和仲裁分析，以及对提高产品质量，满足生产企业和用户的需求有着重要的指导作用。

本标准样品的研制计划得到国
家标准化管理委员会的批准，国标委综合[2011]57号《关于下达2011年第一批
国家标准制修订计划的通知》，项目编号为S2011007，由云南锡业集团公司研究
设计院负责，于2011年～2012年完成研制工作。

本标准样品的研制严格遵循GB/T 15000《标准样品工作导则》和YS/T 409《有色金属产品分析用标准样品技术规范》的要求，对标准样品进行了取样分析、均匀性检验和稳定性检验。

请全国多家实验室进行协作定值分析，数据经统计处理，确定9个元素的标准值及不确定度，1个元素确定为参考值。

2成分设计
根据国家标准GB/T 8012-2000《铸造锡铅焊料》，其牌号为ZHLSn60PbA
（代号为60A）产品中各杂质元素的含量，设计了锡铅焊料标准样品中各成分的
含量，如表1所示。

表1产品成分标准和设计含量
3研制工艺流程
3.1熔制合金
选择60A锡铅焊料为原料，以二元、三元合金的形式加入锑、铋、铁、砷、铜、锌、镉、银熔融，混匀。

在熔锡锅内上、中、下层三个位置分别取样，浇铸
成锭，对每个样品的三个不同部位采用光电直读光谱法进行分析。

分析结果显示，化学成分达到设计要求。

3.2制备
取样分析合格后铸锭，采取适当的工艺制成粒状，筛取适宜粒度者为合格品，混匀。

3.3均匀性检验
将锡铅焊料样品混合均匀后按随机表抽取15个样品依次编号，每个重复测
量3次，适合的测量方案如下：
第一次：1 – 3 – 5 –7 – 9 –11– 13– 15– 2 – 4 – 6 – 8 –
10– 12– 14
第二次：15– 14– 13– 12– 11– 10 – 9 – 8 – 7 – 6 – 5 – 4
– 3 – 2 – 1
第三次：2 – 4 – 6 – 8 – 10 –12– 14– 1 – 3 – 5 – 7 – 9–11– 13– 15
按照GB/T 15000和YS/T 409的规定进行均匀性检验，检验结果采用方差分析法（F检验法）进行均匀性统计。

计算组内平均值
计算总平均值
计算组间偏差平方和
计算组内偏差平方和
计算自由度v
1 = m-1；v
2
= m（n-1）
计算统计量
均匀性数据经统计处理，本标准样品均匀性检验合格。

4分析定值
4.1定值方案
样品均匀性检验合格后，随机抽取8瓶样品，委托国家有色金属及电子材料
分析测试中心、云南省有色金属及制品质量监督检验站等六家实验室进行分析定值。

要求采用国家标准GB/T 10574.1～10574.13-2003《锡铅焊料化学分析方法》及其他准确、可靠的测定方法。

每个实验室对每个元素报出4个独立数据，一个
实验室也可同时采用两种方法进行检测，独立定值组数不少于8组。

4.2数据处理和标准值的确定
4.2.1 数据修约
按照GB/T 8170-2008《数据修约规则与极限值的表示和判定》进行。

4.2.2 离群值检验
汇集各实验室报出的数据按从小到大顺序排列，用Dixon法检验组内数据有无离群值。

检验结果表明各组数据无离群值。

4.2.3 正态检验
各组平均值用夏皮罗-威尔克（Shapiro-Wilk）法检验是否服从正态分布。

检验结果表明各组数据成正态分布。

4.2.4 异常值检验
在服从正态分布的前提下，用Dixon准则对各组平均值进行检查，将其看成一组测定值进行异常值检验。

检验结果表明无异常值。

4.2.5 等精度检验
用Cochran检验法来判断平均值间是否等精度。

检验结果表明各组数据是等精度。

4.2.6 标准值和不确定度的计算
若得出定值元素的各组平均值为等精度，则计算总算术平均值作为最佳值及计算总平均值的不确定度。

各实验室（方法）平均值间为等精度时：
总平均值
总平均值的标准偏差
不确定度△
4.3标准值的确定
经过分析定值计算，确定锡铅焊料标准样品的标准值及扩展不确定度、参考值（用括号表示），定值结果如表2所示。

表2 标准值及不确定度
备注:置信概率95%，m=8，包含因子k=2.37，括号内为参考值
5稳定性实验
在近一年的时间内，对本锡铅焊料标准样品进行四次跟踪实验考察，结果见表3。

表3 稳定性考察结果 %
结果表明，锡铅焊料标准样品是稳定的。

云锡研究设计院于1999年，研制了GSB04-1330 60A 锡铅焊料标准样品。

对此标样十余年的跟踪分析，锡的分析结果与标准值相比，均在分析允许误差范围内。

氧含量十年的增加量小于0.005%。

可以说明，锡铅焊料标准样品的稳定性很好，有效期在十年以上。

GSB04-1330 60A 标样中锡和氧的测试结果统计列于表4。

表4 锡铅焊料标样锡和氧测试结果
GSB04-1330 60A
碎屑状
6与国内外类似标准样品的比较
委托有色金属技术经济研究院对国际组织：中、美、英、法、德、日、俄等
多个国家查询有关锡铅焊料标准样品的信息。

查询结果：从查出的国内外文献看，有文献涉及锡铅焊料标准样品制备及产品，但未见与本课题组成及成份相同的锡
铅焊料的内容，相关文献中也未见其它单位与本课题相同的锡铅焊料标准样品制
备技术的研究。

7标准样品的评价
7.1 本标准样品选择了合适的制备工艺，保证其具有良好的均匀性。

7.2 通过多家实验室协作定值，采用多种分析方法测定，经数理统计，定值
结果准确、可靠。

7.3 本标准样品制成不规则的粒状，不易氧化，经考察，具有良好的稳定性。

7.4 本标准样品根据GB/T 8012-2000《铸造锡铅焊料》的要求，增加了镉和
银的标准值。

通过采用添加杂质元素达到一定的含量，使其更具有适用性。

7.5 通过查新，目前国内外没有与该课题相同的研究报道，本标准样品的主要技术指标已达到国内先进水平。

8标准样品的包装使用说明
8.1 包装
标准样品装入自封袋内，用玻璃瓶包装，外套塑料瓶，内外均贴有标签。

8.2 使用说明
启封后，从玻璃瓶内取出自封袋，拉开封口条使用。

用后，排尽自封袋内的空气，拉紧封口条放入玻璃瓶内，盖紧瓶塞。

8.3 贮存
标准样品保存于干燥、通风无尘处。

9结束语
本标准样品于2013年5月被国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准为国家级标准样品，批号为GSB 04-1330-2013，有效期为十年。

[参考文献]
[1] 国家标准GB/T 15000 《标准样品工作导则》[S].北京：中国标准出版社.
[2] 有色金属行业标准 YS/T 409-2012 《有色金属产品分析用标准样品技术规范》[S].北京：中国标准出版社 2012.
[3] 国家标准GB/T 8012-2000《铸造锡铅焊料》[S].北京：中国标准出版社2000 .
[4] 国家标准GB/T 8170-2008 《数据修约规则与极限值的表示和判定》[S] .北京：中国标准出版社 2008.
[5] 国家标准GB/T 10574.1～10574.13-2003 《锡铅焊料化学分析方法》[S].北京：中国标准出版社 2003.
[6] 全浩标准物质及其应用技术[M] 北京：中国标准出版社 1990.
作者简介：
王永兴（1966—）男,大专，分析工程师，从事有色金属分析研究、标准样品研制工作。