焊锡膏检测与焊锡成分分析

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分类: 失效分析 |
焊锡膏检测
(1)金属百分含量的检测
在表面安装的应用中,通常要求焊锡膏中的金属百分含量为85%~92%,常采用的检测方法为:首先取焊锡膏样品0.1
g放入坩埚内,接着对坩埚和焊膏进行加热,然后使金属固化并清除焊剂剩余物,最后称出金属重量并通过如下公式算出金属百分含量值。金属百分含量=金属重量/焊膏样品重量×100%
(2)焊料球的检测
常用的焊料球检测方法为:首先在氧化铝或PCB基板的中心涂敷直径为12.7
mm、厚度为0.2
mm的焊膏圆形。然后将该样件按实际组装条件进行烘干等工艺。最后等焊料固化后进行检查即可。
(3)黏度的检测
在表面安装焊接中,所使用焊锡膏的典型黏度是200~800
Pa.s。焊剂、金属百分含量、金属粉末颗粒形状和温度是制约焊膏黏度的主要因素。测量焊膏黏度的方法可以参考相关测试设备的说明进行测试,一般采用旋转式黏合剂进行测试。
(4)金属粉末氧化物含量的检测
金属粉末氧化是形成焊料球的主要因素。因此,测试金属粉末氧化物含量也是测试焊锡膏来料品质的一部分内容,其具体测试方法可以通过专门的仪器或化学实验完成。
序号 |
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检验项目 |
检验标准 |
1 |
锡膏自身项目 |
合金粉末粒度大小分布 |
IPC/J-STD-005 |
2 |
粒度形状分布 |
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3 |
黏度 |
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4 |
锡珠试验 |
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5 |
坍塌试验 |
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6 |
润湿性试验 |
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7 |
焊剂含量 |
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8 |
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合金部分分析(全项目检测) |
IPC/J-STD-006等详见《焊料检测项目》 |
9 |
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助焊剂部分 |
详见《助焊剂项目》 |
焊锡成分分析
焊锡元素影响容许含量
1.铝--Al 对焊锡影响很大,即使在0.001%的含量下会降低焊锡的黏着力,焊点表面下不平整,且易产生热龟裂。解决方式:尽量不要使用铝质FIXTURE。 0.005%以下
2.锑--Sb 大部分是焊锡制造厂商刻意加入,加入0.3%可提高WETTING能力,同时可抑制TIN PEST(锡瘟:纯锡变白色粉末)。 0.30%以下
3.砷--As 有INTERMETALLIC COMPOUNDS生产Sn3 As2 及SnAs,呈长针型结构。不会从装配中加入砷,因此只要多加留意原料即可。 0.03%以下
4.铋--Bi 通常是刻意加入,会增加焊锡的WETTING能力及耐疲劳性。
5.镉--Cd 易加速焊锡氧化,导致液态焊锡SLUGGISHNESS。当温度缓慢下降时,锡炉底部容易生成镉的沉淀物。 0.005%以下
6.铜--Cu 熔点极高、呈六角尖型,会造成焊点表面砂砾GRITTINESS及粘滞SLUGGISHNESS,解决方式(1)尽量用SOLDER POWDER盖住不用沾锡的铜面。(2)降低焊锡温度及时间。(3)定时加入新焊锡。 standard
7.金--Au 金含量到达0.2%时,会造成锡点的GRITTINESS(砂砾)。 0.15%以下
8.铁--Fe 易产生FeSn以及FeSn2,当含量超过0.1%会有再结晶颗粒出现。 0.03%以下
9.银--Ag 通常为刻意加入,能增强焊点之耐疲劳性及硬度,但在WETTING之后,COOLING速率不足,易生成再结晶颗粒,造成锡点表面的不平滑。 standard
10.镍--Ni 会造成焊锡WETTING不良,若是在零件脚上过度生成,易造成零件抗焊。 0.02%以下
11.锌--Zn 当锌含量超过0.005%时,会造成焊锡结合性变差,固化后焊锡点易断裂,因此少量锌会造成很大问题。 0.003%以下
焊锡元素含量分析项目及标准
序号 |
检测项目 |
检测标准 |
1 |
锡(Sn) |
GB8012-2000
锡条(或未使用过的焊锡) |
2 |
铜(Cu) |
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3 |
铋(Bi) |
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4 |
铁(Fe) |
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5 |
锌(Zn) |
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6 |
铝(Al) |
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7 |
银(Ag) |
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8 |
金(Au) |
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9 |
镍(Ni) |
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10 |
砷(As) |
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11 |
铅(Pb) |
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12 |
镉(Cd) |
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13 |
铟(In) |
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14 |
磷(P) |
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15 |
锑(Sb) |
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16 |
硫(S) |
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备注 |
1、需要样品100g以上; |
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