锡膏、助焊剂检验测试方法

锡膏及助焊剂测试方法
测试标准
•锡膏相关标准Solder paste
•JIS-Z-3284
•JIS-Z-3197
•IPC J-STD-006•IPC J-STD-005•IPC J-STD-004•IPC J-STD-003•IPC-TM-650
•JIS-Z-3283•助焊剂相关标准Flux
•J-STD-004
•JIS-Z-3197
•IPC-TM-650
•GB/T
助焊剂
保护剂活化剂扩散剂溶剂添加剂
松香树脂等有机酸及盐
含氮有机物
表面活性剂
IPA，
乙醇，少量
高沸点溶剂
缓蚀剂，
消光剂等
H0High(0%)RE Resin K H1
High(＞2.0%)
RE
Resin
L
M1Moderate(0.5-2.0%)RE Resin J M0Moderate(0%)RE Resin I L1Low(＜0.5%)RE Resin H L0Low(0%)RE Resin G H1High(＞2.0%)RO Rosin F H0High(0%)RO Rosin E M1Moderate(0.5-2.0%)RO Rosin D M0Moderate(0%)RO Rosin C L1Low(＜0.5%)RO Rosin B L0Low(0%)RO Rosin A 助焊剂
类型助焊剂活性水平(%卤化物)符号助焊剂成分材料助焊剂类型符号
M1Moderate(0.5-2.0%)IN Inorganic W H1
High(＞2.0%)
IN
Inorganic
Y
H0High(0%)IN Inorganic X M0Moderate(0%)IN Inorganic V L1Low(＜0.5%)IN Inorganic U L0Low(0%)IN Inorganic T H1High(＞2.0%)OA Organic S H0High(0%)OA Organic R M1Moderate(0.5-2.0%)OA Organic Q M0Moderate(0%)OA Organic P L1Low(＜0.5%)OA Organic N L0Low(0%)OA Organic M 续上表
•JIS-Z-3197 中规定的助焊剂分类
JIS-Z-3197 8.1水萃取液电导率8GB/T15829.2-1995
物理稳定性
9
IPC-TM-650 2.3.33 铬酸银测试7*
IPC-TM-650 2.3.35IPC-TM-650 2.3.28.1卤素含量6*JIS-Z-3197 / IPC-TM-650 2.3.34固体含量/不挥发分含量5IPC-TM-650 2.3.13 酸值4GB/T7534-87 沸程3GB/T4472-84 密度2目视外观1备注
测试标准测试项目编号
备注
测试标准
测试项目
编号
19干燥度
18
IPC-TM-6502.3.25离子清洁度
17
IPC-TM-6502.6.14.1电化学迁移试验
16
IPC-TM-6502.6.3.3表面绝缘电阻
15
IPC-TM-6502.3.32铜镜腐蚀
14
IPC-TM-6502.6.15铜板腐蚀
13相对润湿力/润湿性
12
JIS-Z-31978.3.1.1扩展率
11
GB 闪点
10
助焊剂类/测试方法:
外观
测试方法：目视
结果应该为透明液体，无分层，无沉淀，无杂质。

•密度：
•测试标准为：GB/T4472-84
•测试仪器：DA-130N
• A.按下“ON/OFF”键至少2秒钟。

• B.仪器完成简短自检后,显示屏所有需要数码键点亮。

• C.测量纯水的比重，纯水理论值与纯水测试值误差均不超过±0.001。

• D.测量样品的比重，记录比重数值和温度。

•结果：比重（20℃）=（实际温度-20）×0.001+实际比重
数值显示
•沸程：
•测试标准：GB/T7534-87
• A.取100ml试样于蒸馏瓶中,安装好内标式单球温度计，使水银球上端与蒸馏瓶支管下壁在同一水平面上。

• B.放几粒沸石于蒸馏瓶中，用酒精喷灯加热。

• C.从开始加热到冷凝管下端滴下第一滴馏出液所经过的时间不应少于5分钟，也不应多于10分钟。

• D.第一滴馏出液从冷凝管下端滴入量筒时，立即记录此时温度作为试样的初沸点。

• E.蒸馏到达初沸点后，蒸馏速度要控制均匀，使每10秒馏出来15～20滴；当烧瓶底部最后一滴试样恰好蒸干时，停止加热，立即记录此时温度，作为干点温度，继续馏出去5分钟后，记录量筒中液体的体积，此体积不应少于98ml，否则实验
无效。

•酸值：
•测试标准：IPC-TM-650 2.3.13/ IPC-TM-650 2.3.34
• A.称取1.0g不挥发物助焊剂样品（精确到0.001g）于250ml 锥型瓶中记做M。

• B.加入25ml异丙醇75%（体积）与去离子水25%（体积）的混合液，滴2滴酚酞指示剂于锥形瓶中。

• C.读取并记录滴定管初始读数V1 。

• D.用0.1N KOH-乙醇标液进行滴定，直至淡粉色终点（保持15秒钟不消失）。

记录滴定管读数V2 。

•酸价=56.1×C(V2-V1)/MS；C—KOH当量浓度
•固体含量/不挥发分含量
•测试标准：JIS-Z-3197
• A.将烧杯放入恒温110±2℃的精密烤箱中烘干，放入干燥器中冷却至室温，称重M1（精确至0.001g）。

重复以上操作直至烧杯恒重（两次称量相差不超过0.001g）。

• B.移取足量的样品1.0±0.1g入烧杯中，称重M2（精确至
0.001g）。

•小时，放入干燥器中冷却至室温，称重M3
•（精确至0.001g）
• D.计算公式
•固态物含量= (M3-M1)/ M2×100%
•固体含量/不挥发分含量
•测试标准：IPC-TM-650 2.3.34
• A.将烧杯放入恒温110±2℃的精密烤箱中烘干，放入干燥器中冷却至室温，称重M1（精确至0.001g）。

重复以上操作直至烧杯恒重（两次称量相差不超过0.001g）。

• B.移取足量的样品6.0±0.1g入烧杯中，称重M2（精确至
0.001g）。

•小时，放入干燥器中冷却至室温，称重,每
•隔1小时称量1次，至恒重（2次差值小于
•0.005g）记为M3.
• D.计算公式
•固态物含量= (M3-M1)/ M2×100%
•区别两个概念
•固体含量：固态物质的实际含量
•评估目的：残留量
•不挥发分含量：除固态物质的实际含量外，还包括测试条件下未能完全挥发的高沸点液体化合物。

•评估目的：考察焊后PCB板上残留
•固体含量的测试方法：
•区别不同的测试标准之间的差异
•IPC，JIS，GB
•IPC：6.0g flux 于85.0℃中烘，每隔1小时称量1次，至恒重（2次差值小于0.005g）
•JIS：有机溶剂：沸点＞100℃，1.0±0.1g 110±5 ℃烘1小时
•沸点＜100℃协商确认
•水溶液：1.0±0.1g ,110±5 ℃烘3小时
•GB：6.0g flux 于110℃中烘4小时，至恒重（2次差值小于
0.05g）
•卤素含量
•1）目的：主要是检测助焊剂中卤素含量。

•2）测试标准：IPC-TM-650 2.3.35
•3) 测试设备及试剂：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3-5g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）再加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，重复B，C两次；
•D）使溶解在氯仿中的卤素离子完全转到水中，将萃取液加热（不超过80℃）然后冷却至室温；
•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0.1N AgNO3标准溶液滴定至红褐色为终点。

•5）计算方法：卤素含量（以Cl离子计算）=3.55VN / M (V----AgNO3耗量
N----AgNO3浓度(ml)
•卤化物（铬酸银）测试
•1）目的：利用铬酸银试纸的颜色变化来检验，焊剂中是否含有氯、溴离子。

•2）测试标准：IPC-TM-650 2.3.33D
•3）测试方法：将助焊剂直接涂在铬酸银试纸上，10秒钟后，用IPA清洗掉铬酸银试纸上的助焊剂，并等待铬酸银试纸变干，观察试纸上颜色的变化。

•4）判定标准：试纸不能变为白色或淡黄色。

•5）备注：此试验为定性测试，在实验过程中会有一定的偏差，铬酸银试纸易受游离胺基,硫氢化物，氰化物的干扰，如果用PH试纸检验，待测样品的PH值小于3，那么就还需要其它的分析方法来检验。

•6）检验结果：有无白色和淡黄色残留。

•未含有含有
含有•结果判断：含有OR 未含有
•水萃取液电阻率
•测试标准为：JIS-Z-3197
•测试仪器：HI8733电导率计
• A.将烧杯用含有洗涤剂的热水清洗，放自来水冲洗几次后，
用蒸馏水洗至少5次，烘干。

•去离子水
• C.电导仪经蒸馏水彻底清洗后浸入烧杯
•搅匀读数.（所有蒸馏水的电导度不应大
•于2µs/cm ，否则即表示被离子性物质所
•污染，实验需重做。

水萃取液电导率以
•µs/cm 表示）。

电阻率单位为Ω·m
•物理稳定性
•测试标准：GB/T15829.2-1995
•测试方法
•A.用搅拌或振动的方法使助焊剂样品充分混匀。

•B.各取50ml试样分别于2支100ml试管中，盖严后放入冷冻箱中冷却到5±2℃。

•C.打开试管，将试样放到无空气循环的精密烤箱中
•D.观察助焊剂是否有结构上的分层现象。

•
锡膏类/测试方法:
•扩展率
•1）目的：测试助焊剂在铜板清除氧化物、润湿扩展的能力•2）测试标准：JIS-Z-3197（1999）8.3.1.1
•3）测试工具：铜板（符合JIS H 3100之C 1201 P或者C 1220 P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＃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的锡丝于铜板上
E）用微量移液器量取50µl助焊剂滴加到锡丝上。

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℃
助焊剂类/测试方法:
•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/密度(密度=7.4，对SAC305)
•技术要求：
•AA＞75，A ＞80，B ＞80；
锡膏类/测试方法:
•铜镜测试
–目的：利用铜镜是否有透光或颜色消失来检测助焊剂对真空蒸镀成的铜镜的侵蚀性。

–测试标准：IPC-TM-650 2.3.32/J-STD-004
•测试设备及试剂：恒温恒湿箱，铜镜，符合LLL-R-626松香，EDTA（0.5%），去离子水，异丙醇（99%）
–测试方法：
•将约0.05ml的助焊剂滴于铜镜的一端，在另一端滴上已配制好的标准焊剂（35g LLL-R-626松香
/100mlIPA）
•将铜镜置于温度为23±2℃及相对湿度为50±5%RH 的环境中
•在24小时后，移出测试铜镜，用IPA清洗残留的助焊剂。

•判定标准：铜镜的铜膜被除去多少来判定
•
•判断标准：
L: No breakthrough
M: Less than 50% breakthrough
H: Greater than 50% breakthrough
未腐蚀L变薄M穿透H
•铜板腐蚀测试
•目的：检测助焊剂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。

•测试标准：IPC-TM-650 2.6.15
•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(T3)
•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0.035g的助焊剂（不挥发份含量）放置于铜片的中央；
•C）调整锡炉的温度并使其稳定在240-250℃，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。

•典型的腐蚀图片
未边色未边色变绿变绿
•表面绝缘阻抗S.I.R.
•目的：检测回流焊后助焊剂残留，接触高温高湿的环境，是否有阻抗下降的现象。

•测试标准：IPC-TM-650 2.6.3.3
•测试设备及试剂：
•使用IPC-B-24 梳形电路板；
•恒温恒湿箱：能提供常温（25±2℃）或者高温（85±2℃）及相对湿度在85±2%的环境；
•电源供应器：可提供稳定的40-50volts DC的电压，可接受的误差范围±10%；
•阻抗测试仪：可测量在10E+12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；被清洁的板在50℃烘2个小时。

•B）每一款助焊剂必须有3片清洗完成的试片，见下表；•C）助焊剂以移液管涂布在试片上，以均匀涂布为佳。

试片以手浸焊的方式在锡炉上焊接；移出冷却；
•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45-50 V DC volts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100V DC；
•5）评估方法：助焊剂的阻抗值必须高于1.0×10E+8欧姆。

•测试的设备和测试板
恒温恒湿箱电源供应器阻抗测试仪梳形电路板
•电化学迁移测试ECM
–目的：检测波峰焊接后，接触到高温高湿环境后，是否有劣化的行为发生。

–测试标准：IPC-TM-650 2.6.14.1
–测试设备：IPC-B-25A标准测试板；
•恒温恒湿箱：能提供常温（25±2℃）或者高温（85±2℃）及相对湿度在85±2%的环境；
•电源供应器：可提供稳定的40-50volts DC的电压，可接受的误差范围±10%；
•阻抗测试仪：可测量在10E+12欧姆的电阻计，量程到1000volts；
•烧杯2000ml；镊子；软毛刷；去离子水；IPA。

–测试方法：
•将恒温恒湿箱中的温度设定到85±2℃，湿度设定到
88.5%±3.5%；助焊剂以移液管涂布在试片上，以均匀涂布
为佳。

试片以手浸焊的方式在锡炉上焊接；移出冷却；
•将测试板垂直放在恒温恒湿箱的中间96小时，并连接电路线至箱外，确保箱中凝结的水滴不会直接滴到测试板上；
•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，2.4表示另一电性
•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；
•500小时后，中断电源供应，分别测1-2，2-3，3-4，4-5端点间的阻抗值，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。

•测试的设备和测试板
恒温恒湿箱电源供应器阻抗测试仪梳形电路板
•干燥度
•1）目的：测试助焊剂PCB板。

•2）测试标准：JIS-Z-3197（1999）8.3.1.1
•3）测试工具：铜板（符合JIS H 3100之C 1201 P或者C 1220 P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℃）;
•4）测试方法：
•A）将铜板浸在洗衣粉中并用600＃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的锡丝于铜板上。

•E）用微量移液器量取50µl助焊剂滴加到锡丝上。

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）取出冷却到室温，1.5h后，将少许白恶粉（粉笔灰）撒在焊点表面上，观察粉笔灰是否容易刷去。

•5）技术要求：焊点表面残渣应无粘性，表面上的白恶粉应容易除去。

TKS……..。