印制板可焊性测试方法与流程

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前言

      金属表面被熔融焊料润湿的特征称为可焊性。为了保证印制板能有较长的保存期，以及使用时及表面对焊料仍可以保持良好的润湿作用，一般会对其表面进行可焊性处理。因为各种原因，印制板表面可焊性不良，造成退润湿、不润湿。有的焊点焊接不良，在初期检查中未发现，在后续使用过程中，经受热、应力、震动等因素影响，焊点会出现失效，造成经济等损失。所以，进行可焊性测试是必要的。

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      标准J-STD-003C适用于锡铅焊料合金（SnPb）和无铅焊料合金（SAC305）。测试方法分为具有外观验收标准的测试和具有力度测量标准的测试。

具有外观验收标准的测试：

      边缘浸焊测试——仅用于表面导体和连接盘；

      波峰焊测试——适用于镀覆孔、表面导体、连接盘、焊接起始面；

      表面贴装模拟测试——适用于表面导体和连接盘；

      浮焊测试——仅适用于依据IPC-6010系列标准要求的一致性测试。

具有力度测量标准的测试：

      润湿称量测试——适用于表面导体和连接盘。

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1、样品的准备和预处理

      试样选取被测印制板的典型部分，或整版，取其较小者，但试样不能大于50mm×50mm。裁剪样品后，清水冲洗，超声波清洗3~5分钟，并吹干。样品处理干净后，后续操作防止污染（油脂和汗液等）被测表面。为去除样品表面湿气和其它挥发物，样品在105±5℃下烘烤1＋1/0小时。在涂助焊剂和测试前试样应当冷却至室温。

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2、焊料、助焊剂、焊料槽

焊料

    成分符合J-STD-006要求的Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305)，用户和供应商可协商使用其它无铅焊料合金 。

助焊剂 　

      2号标准活性松香助焊剂成分重量百分比：松香 25±0.5%，二乙胺盐酸盐0.39±0.01%，异丙醇74.61±0.5%。

焊料槽  

    无铅可焊性测试的焊接温度为255±5℃。打开电源，设置焊接温度，到达设置温度后，使用数显温度计测量锡槽25mm深度的温度是否在255±5℃范围内。

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3、测试程序

      该测试适用于印制板表面导体和焊盘的边缘浸焊测试。

      涂覆2号标准活性松香助焊剂，除去表面多余的助焊剂。样品以小于90°(例如70°)浸入焊料中，以允许助焊剂排气并允许焊料流入阻焊限定焊盘。浸入深度为25.0±2.0mm。在熔融的焊料中停留10.0±0.5s，根据板的结构，浸入的时间可能需要调整。浸入速度和提出速度为25.0±2.0mm/s。试样保持与浸入时相同的角度提出，禁止摇动、振动和移动浸焊装置和试样，并使焊料在空气中凝固。在检查前，应去除所有试样表面的助焊剂。

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      边缘浸焊测试工艺流程如图1所示。

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图1. 边缘浸焊测试工艺流程图

4、评定——接受／拒收标准

      在放大倍数10倍的体视显微镜下观察被测表面。每一个被测表面至少有95％的面积润湿良好。剩余面积可存在小针孔、退润湿、表面粗糙等缺陷，但不能集中在一个区域。被评定区域内无不润湿和暴露金属基材等现象。不评定每个试样距其底部边缘3.2mm以内的区域以及试样夹具接触区域。

图2. 浸锡表面涂覆层呈现均匀润湿

图3. 化学镀镍浸金呈现不润湿

图4. 浸锡表面涂覆层呈现严重的退润湿

小结

      按照J-STD-003C标准进行边缘浸焊测试，主要是观察金属被熔融焊料润湿的能力，焊料在金属基材上形成相对均匀、光滑、连续的附着膜为宜。

      在测试过程中，测试样品需选择具有代表性的典型部分。裁剪样品大小不能过大，且需去除样品边缘的毛刺。样品在可焊性测试前应当水洗、除油，并进行烘干，除去样品表面湿气。样品烘干后放入干燥器，必须在72小时内进行可焊性试验。对于锡槽里熔融焊料的温度控制的问题，锡槽显示实际温度达到255±5℃时，去除熔融焊料表面的锡渣后，再使用数显温度计测量锡槽25mm深度的温度，温度达标后，方可进行可焊性测试。

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测试是必须的

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金属表面被熔融焊料润湿的特征称为可焊性

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