焊锡条、焊锡丝检验指导以及相关知识

广东步步高电子工业电脑电玩厂BBKELECTRONICSCORP.,LTD作 业 指 导书焊锡丝、焊锡条检验标题 作业指导

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年 月 日第 页 共 目的：把握焊锡丝、焊锡条检验标准，使来料质量更好的符合我公司的品质要求。适用范围：电脑电玩厂所使用的焊锡丝、焊锡条。检验仪器和设备：游标卡尺、卷尺、锡炉、电烙铁。检验工程及技术要求：外观：焊锡丝卷轴标签及焊锡条上产品型号标识清楚、正确。焊接性能：熔化状况良好，焊点饱满光亮，无气孔、开裂、拉尖等不良。构造尺寸：符合样品或技术要求。检验方法外观：目测法。焊接性能：用电烙铁把焊锡丝熔化在线路板上，检查焊点质量。把焊锡条放入锡炉中熔化，然后将PCB板浸锡，检查PCB板焊点质量。缺陷分类序号 检验工程 缺陷内容 判定外观焊接性能构造尺寸

标识错误 B外表不光滑，有杂质，标识模糊 C焊点质量差〔如气孔、开裂、拉尖等〕 B焊点不饱满，不光亮 C不符合样品或技术要求且影响使用性能 B不符合样品或技术要求但不影响使用性能 C抽样方案：检验工程 抽样方案 检查 水平 水平GB2828-87正常

AQLB=1.0

RQL 判定数组5.15.2，5.3

检查一次抽样 IIGB2829-87一次抽样

C=2.5II

B=8C=15

处理方法：按《进货检验标准总则》执行。拟制 审核 批准助焊剂的特性1、化学活性〔ChemicalActivity〕要到达一个好的焊点，被焊物必需要有一个完全无氧化层的外表，但金属一旦曝露于空气中会生成氧化干净的被焊物外表，才可与焊锡结合。助焊剂与氧化物的化学反响有几种：1、相互化学作用形成第三种物质；2、氧化物直接被助焊剂剥离；3、上述两种反响并存。AbieticAciditerpeneacids〕，当助焊剂加热后与氧化铜反响，形成铜松香〔Copperabiet〕，是呈绿色透亮状物质，易溶入未反响的松香内与松香一起被去除，即使有残留，也不会腐蚀金属外表。氧化物曝露在氢气中的反响，即是典型的其次种反响，在高温下氢与氧发生反响成水，削减氧化物，这种方式长用在半导体零件的焊接上。几乎全部的有机酸或无机酸都有力量去除氧化物，但大局部都不能用来焊锡，助焊剂被使用除了去除氧化物的功能外，还有其他功能，这些功能是焊锡作业时，必不行免考虑的。2、热稳定性〔ThermalStability〕当助焊剂在去除氧化物反响的同时，必需还要形成一个保护膜，防止被焊物外表再度氧化，直到接触焊难以用溶剂清洗，W/W280℃左右会分解，此应特别留意。3、助焊剂在不同温度下的活性好的助焊剂不只是要求热稳定性，在不同温度下的活性亦应考虑。助焊剂的功能即是去除氧化物，通常在某一温度下效果较佳，例如RA的助焊剂，除非温度到达某一程度，氯离子不会解析出来清理氧化物，固然此温度必需在焊锡作业的温度范围内。另一个例子，如使用氢气做为助焊剂，假设温度是肯定的，反映时间则依氧化物的厚度而定。当温度过高时，亦可能降低其活性，如松香在超过600℉〔315℃〕时，几乎无任何反响，假设无法避开高温时，可将预热时间延长，使其充分发挥活性后再进入锡炉。也可以利用此一特性，将助焊剂活性纯化以防止腐蚀现象，但在应用上要特别留意受热时间与温度，以确保活性纯化。4、润湿力量〔WettingPower〕为了能清理材外表的氧化层，助焊剂要能对基层金属有很好的润湿力量，同时亦应对焊锡有很好的润湿力量以取代空气，降低焊锡外表张力，增加其集中性。5、集中率〔SpreadingActivity〕“集中率”可用来作助焊剂强弱的指标。本公司供给不同规格的锡线，可有各种不同合金成份，不同助焊剂类型以及线径选择。产品具有以下优点：可焊性好，润湿时间短；钎焊时松香飞溅；线内松香分布均匀，连续性好；无恶臭味，烟雾少，不含毒害安康之挥发气体；卷线整齐、美观，外表光亮。无铅锡线：协作无铅化电子组装需求，本公司的具有Sn-Cu，Su-Ag，Sn-Bi，Sn-Sb，Sn-Ag-Cu等合金成份的无铅锡线。1000ppm帮助您顺当过渡到无铅化制程。免洗锡线：协作全球限制使用CFC溶剂的《蒙特利尔国际公约》以及满足高精度、高牢靠性电子产品的免清洗组装工艺，本公司配有多种合金比例和线径的免洗锡线供客选择。具有焊点牢靠、清洁、美观，焊后绝缘电阻高、离子污染低及焊后残留物极少等特点。松香芯锡线：R型〔非活化RMA型〔中度活性〕和RA型〔高度活性〕共三种。具有焊接时润湿性佳，焊点牢靠，各种技术性能指针优良，用途广泛等特点。永康市堰头福利厂配有多种合金比例和线径供客选择。水溶性锡线：符合当今取消ODS物质的电子产品水清洗工艺流程。具有焊接速度快、焊点光亮美观、焊后残留物极易用温水清洗等特点。永康市堰头福利厂配有多种合金比例和线径供客选择。焊锡丝焊接(线路)技术焊接材料焊锡丝作为全部三种级别的连接：裸片(die)、包装(package)和电路板装配(boardassembly)的连接材料。另外，锡/铅(tin/lead)焊锡丝通常用于元件引脚和PCB的外表涂层。考虑到铅(Pb)在技术上已存在的作/铅材料的、元件和PCB的外表涂层材料。可是对连接材料，对实际的无铅系统的查找仍旧进展中。这里，总结一下锡/铅焊接材料的根本学问，以及焊接点的性能因素，随后简要争论一下无铅焊锡丝。焊锡丝通常定义为液化温度在400°C(750°F)以下的可熔合金。裸片级的(特别是倒装芯片)锡球的根本合金含有高温、高铅含量，比方Sn5/Pb95或Sn10/Pb90。共晶或临共晶合金，如Sn60/Pb40，Sn62/Pb36/Ag2和Sn63/Pb37，也成功使用。例如，载体CSP/BGA/铅或锡/铅/银材料。由于传统板材料，如FR-4，的赖温水平，用于附着元件和IC共晶的锡/铅或锡/铅/银焊锡丝。在某些状况，使用了锡/银共晶和含有铋(Bi)或铟剂类型以及线径选择。产品具有以下优点：可焊性好，润湿时间短；钎焊时松香飞溅；线内松香分布均匀，连续性好；无恶臭味，烟雾少，不含毒害安康之挥发气体；卷线整齐、美观，外表光亮。无铅锡线：协作无铅化电子组装需求，本公司的具有Sn-Cu，Sn-Ag，Sn-Bi，Sn-Sb，Sn-Ag-Cu等合金成份的无铅锡线。1000ppm协作全球限制使用CFC溶剂的《蒙特利尔国际公约》以及满足高精度、高牢靠性电子产品的免清洗组装工艺，本公司配有多种合金比例和线径的免洗锡线供客选择。具有焊点牢靠、清洁、美观，焊后绝缘电阻高、R型〔非活化RMA型〔中度活性〕和RA型〔高度活性〕共三种。具有焊接时润湿性佳，焊点牢靠，各种技术性能指针优良，用途广泛等特点。本公司配有多种合金比符合当今取消ODS物质的电子产品水清洗工艺流程。具有焊接速度快、焊点光亮美观、焊后残留物极易用针比照明行业的灯头焊接而开发，具有润湿性特佳、焊点牢靠饱满、残渣无腐蚀等特点，本公司配有多种合金比例和线径供客选择。(In)的低温焊锡丝成分。焊锡丝可以有各种物理形式使用，包括锡条、锡锭、锡线、锡粉、预制锭、锡球与柱、锡膏和熔化状态。焊锡丝材料的固有特性可从三个方面考虑：物理、冶金和机械。物理特性对今日的包装和装配特别重要的有五个物理特性：冶金相化温度(Metallurgicalphase-transitiontemperature)对给定的化学成分，液相线与固相线之间的范围叫做塑性或粘滞阶段。选作连接材料的焊锡丝合金必当使用温度接近于液相线时，焊锡丝通常会变得机械上与冶金上“脆弱“。焊锡丝连接的导电性(electricalconductivity)(电子)从一个位置向另一个位置的运动。电子导电性是指金属的，离子导电性是指氧化物和非金属的。焊锡丝的导电性主要是电子流产生的。电阻-与导电性相反-随着温度的上升而增加。这是由于电子的移动性减弱，它直接与温度上升时电子运动的平均自由路线(mean-free-path)成比例。焊锡丝的电阻也可能受塑性变形的程度的影响(增加)。金属的导热性(thermalconductivity)(可是，对绝缘体，声子的活动占主要。)焊锡丝的导热性随温度的增加而减弱。自从外表贴装技术的开头，温度膨胀系数(CTE,coefficientofthermalexpansion)问题是常常争论到的，它发生在SMT连接材料特性的温度膨胀系数(CTE)通常相差较大的时候。一个典型的装配由FR-4板、焊锡丝和无引脚或有引脚的元件组成。它们各自的温度膨胀系数 (CTE)为，16.0×10-6/°C(FR-4);23.0×10-6/°C(Sn63/Pb37);16.5×10-6/°C(铜引脚);和6.4×10-6/°C(氧化铝Al2O3无引脚元件)。在温度的波动和电源的开关下，这些CTE的差异增加焊接点内的应力和应变，缩短使用寿命，导致早期失效。两个主要的材料特性打算CTE的大小，晶体构造和熔点。当材料具有类似的晶格构造，它们的CTE与熔点是相反的联系。熔化的焊锡丝的外表张力(surfacetension)是一个关键参数，与可熔湿性和其后的可焊接性相关。由于在外表的断裂的结合，作用在外表分子之间的吸引力相对强度比焊锡丝内部的分子力要弱。因此材料的自由外表比其内部具有更高的能量。对熔湿焊盘的已熔化的焊锡丝来说，焊盘的外表必需具有比熔化的焊锡丝表面更高的能量。换句话说，已熔化金属的外表能量越低(或金属焊盘的外表能量越高)，熔湿就更简洁。冶金特性在焊锡丝连接使用期间暴露的环境条件下，通常发生的冶金现象包括七个不同的转变。塑性变形(plasticdeformation)。当焊锡丝受到外力，如机械或温度应力时，它会发生不行逆变的塑性变形。通常是从焊锡丝晶体结合的一些平行平面开头，它可能在全部或局部(焊锡丝点内)进展，看应力水平、应变率、温度和材料特性而定。连续的或周期性的塑性变形最终导致焊点断裂。应变硬化(strain-hardening)，是塑性变形的结果，通常在应力与应变的关系中观看得到。回复过程(recoveryprocess)是热动力学过程，能量释放过程开头时快速，其后过程则较慢。对焊接点失效敏感的物理特性倾向于恢复到其初始的值。仅管如此，这不会影响微构造内的可见的变化。再结晶(recrystallization)的温度下，涉及比回复过程更大的从应变材料内释放的能量。在再结晶期间，也形成一套的根本无应变的溶液硬化(solution-hardening)(Sb)来强化Sn/Pb成分。沉淀硬化(precipitaion-hardening)包括来自有充分搅拌的微沉淀构造的强化效果。焊锡丝的超塑性(superplasticity)消灭在低应力、高温顺低应变率相结合的条件下。科学分析助焊剂特性及化学组成助焊剂重要组成局部.焊接效果的好坏,除了与焊接工艺.元器件和PCB焊剂应具有以下作用:(1).去除焊接外表的氧化物,防止焊接时焊锡和焊接外表的再氧化降低焊锡的外表张力.(2).熔点比焊料低,在焊料熔化之前,助焊剂要先熔化,才能充分发挥助焊作用.9090%以上.(5).焊接时不产生焊珠飞溅,也不产生毒气和猛烈的刺激性臭味.(6).焊后残渣易于去除,并具有不腐蚀.不吸湿和不导电等特性.(7).不沾性,焊接后不沾手,焊点不易拉尖.(8).在常温下贮存稳定.传统的助焊剂通常以松香为基体.松香具有弱酸性和热熔流淌性,并具有良好的绝缘性.耐湿性.无腐蚀性.无毒性和长期稳定性,是不多得的助焊材料.能有较大差异,因此,对松香优选是保证助焊剂质量的关键.通用的助焊剂还包括以下成分:活性剂.成膜物质.添加剂和溶剂等.a.活性剂:活性剂是为了提高助焊力量而在焊剂中参加的活性物质.活性剂的活性是指它与焊料和被焊材料外表氧化物起化学反响以便清洁金属外表和促进润湿的力量.活性剂分为无机活性剂,如氯化锌.氯化铵等;有机活性剂,如有机酸及有机卤化物等.通常无机活性剂助焊性好,但作用时间长.腐蚀性大,不宜在电子装联中使用;有机活性剂作用严峻.时间短.腐蚀性2%-10%0.2%以下.参加成膜物质,能在焊接后形成一层严密的有机膜,保护了焊点和基板,具有防腐蚀性和优良的电气绝缘性.常用的成膜物质有松香.酚醛树脂.丙烯酸树脂.氯乙烯树脂.聚氨酯等.一般参加量在10%-20%,参加过多会影响扩展率,使助焊作用下降.在一般家电或要求不高的电器装联中,使用成膜物质,装联后的电器部件不清洗,以降低本钱,然而在周密电子装联中焊后仍要清洗.添加剂是为适应工艺和环境而参加的具有特别物理和化学性能的物质.常用的添加剂有:锌生成.消光剂:能使焊点消光,在操作和检验时抑制眼睛疲乏和视力衰退.一般参加无机卤化物.无机盐,有机酸及其金属5%.缓蚀剂:参加缓蚀剂能保护印制板和元器件引线,具有防潮.防霉.防腐蚀性能,又保持了优良的可焊性.用缓蚀剂的物质大多是含氮化物为主体的有机物.1%.(5).阻燃剂:为保证使用安全,提高抗燃性而参加的材料.溶剂:有用的助焊剂大多是液态的.为此必需将助焊剂的固体成分溶解在肯定的溶剂里,使之成为均相溶液.大多承受异丙醇和乙醇作为溶剂.特性:(2).常温下挥发程度适中,在焊接温度下快速挥发.(3).气味小.毒性小.(3).按助焊剂的活性大小分为无活化.低活化.适度活化.全活化和高度活化五类.最正确化学成分(93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu)供给更高的强度，以及比63Sn/37Pb高大约200%的疲乏寿命。”锡/银/铜/铋的最正确化学成分，从SMT制造的观点来看，是很有用的，特别是由于它供给较低的回流温度，这是需要的关键所在。最正确化学成分在锡铜铋系统中的三个元素都会影响所得合金的熔点1,四元系统中每个元素的最正确配剂，同时将机械性能维持在所期望的水平上，这是难以致信的简单追求，也是科学上吸引人的地方。以下是在实际配剂范围内一些好玩的觉察(全部配剂都以重量百分比表示)：熔化温度随着铜的增加而下降，在0.5%时到达最小。超过0.5%的铜，熔化温度几乎保持不变。类型地，当增加银时熔化温度下降，在大约3.0%时到达最小。当银从3.0%增加到4.7%时合金熔化温度的削减可以无视。铋对进一步削减熔化温度起主要作用。可是，可参加的铋的量是有限的，由于它对疲乏寿命和塑性有格外3~3.5%。5,520,752透露了一种从锡/银/铋/铜所选的无铅合金：在重量上，大约86~97%的锡、大约0.3~4.5%的银、大约0~9.3%的铟、大约0~4.8%的铋和大约0~5%的铜。3在3.0~3.1%的铋和3.0~3.4%0.5%的铜时，最有效地增加疲乏寿命。再增加任何铜都不会影响疲乏寿命。3~3.1%0.5~2%时，3.1%的银是到达最大疲乏寿命的最有效的配剂。在系统化设计出来的化学成分之中，显示所期望性能的最好平衡，即，熔化温度、强度、塑性和疲乏寿命。根本的特性与现象基于Sn/Ag与Sn/Cu的二元相图，银与锡之间的相互作用形成一种AgSn的金属间化合物，而铜与锡反响形3成CuSn的金属间化合物。对锡/铋相互作用，预料铋原子作为替代原子进入晶格位置达1.0%；超过1.0%之后，6 5铋原子作为独立的其次相沉淀出来。铋的角色是格外“有力的”2。人们认为，铋的沉淀-强化机制通常遵循MottNabbaro1,2，由于所测得的合金强度与铋的沉淀体积分数成比例关系。这说明铋沉淀物的强化作用主要来自长期内部应力。93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu可能具有最细的微构造特征尺寸，这解释了它的高疲乏寿命和塑性。银含量高于大约3%预料会增加AgSn颗粒的体积分数，结果强度更高但塑性和疲乏寿命更低。所观看到的高含银量的较低疲乏3寿命与较大的AgSn颗粒有关，它使AgSn颗粒体积分数更高。据推想，在含有3~3.4%的银和3~3.1%的铋的锡/3 3银/铜/铋系统中，0.5%的铜最有效地产生适量的、具有最细的微构造尺寸的CuSn颗粒，因此得到高的疲乏寿命、6 5强度和塑性。63Sn/37Pb的比较最正确的化学成分(93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu)供给较高的强度，以及比Sn63/Pb37高出大约200%的疲乏寿命。96.5Sn/3.5Ag的比较93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu209°~212°C的熔点温度，比共晶的96.5Sn/3.5Ag9°C。比较它们根本的机械性能，最正确成分在强度和疲乏寿命上表现较好，如高出大约155%的疲乏寿命。它的塑性比96.5Sn/3.5Ag低，但足够。99.3Sn/0.7Cu的比较93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu比99.3Sn/0.7Cu表现出好得多的强度与疲乏寿命，但塑性较低。其熔点温度比96.5Sn/3.5Ag15°C。Sn/Ag/Cu的比较相比较时，93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu表现出高得多的强度(屈服强度与抗拉强度)。其疲乏寿命较低，但还是优越于其它二元焊锡。锡/银/铜/铋系统超过锡/银/铜系统最重要的优点是较低的熔化温度。最正确成分供给比锡/银/铜共晶熔点(216~217°C)低至少5°C。这种锡/银/铜共晶合金熔化温度还太高，不能适应当今SMT构造下的各种电路板的应用(熔化215°C更现实一点)。推举熔化比锡/银/铜共晶合金低几度，锡/银/铜/铋化学成分在外表贴装制造中处于优势的位置。考虑到各种印刷电路板(PCB)装配与过程窗口的要求，具有低于215°C熔点的合金对保持已建立的SMT构造的可制造性是必要的。锡/银/铜/铋系统中最正确的无铅焊锡化学成分是93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu63Sn/37Pb更高的强度和疲劳阻抗，而塑性方面也不逊色。其相对较低的熔化温度(209~212°C)、狭窄的粘滞范围(小于或等于3°C)和熔湿(wetting)性能特别适合于作为外表贴装应用中的63Sn/37Pb(63Sn/37Pb或96.5Sn/3.5Ag99.3Sn/0.7Cu)更高的强度。93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu是值得考虑与评估的63Sn/37Pb替代候选合金。助焊剂1.助焊剂的特性:SMT焊接过程中不行缺少的辅料.在波峰焊中,助焊剂和焊锡分开使用,而回流焊中,助焊剂则作为焊膏的重要组成局部.焊接效果的好坏,除了与焊接工艺.PCB的质量有关外,助焊剂的选择是格外重要的.性能良好的助焊剂应具有以下作用:(1).去除焊接外表的氧化物,防止焊接时焊锡和焊接外表的再氧化降低焊锡的外表张力.(2).熔点比焊料低,在焊料熔化之前,助焊剂要先熔化,才能充分发挥助焊作用.浸润集中速度比熔化焊料快,通常要求扩展在90%左右或90%以上.粘度和比重比焊料小,粘度大会使浸润集中困难,比重大就不能掩盖焊料外表.(5).焊接时不产生焊珠飞溅,也不产生毒气和猛烈的刺激性臭味.(6).焊后残渣易于去除,并具有不腐蚀.不吸湿和不导电等特性.(7).不沾性,焊接后不沾手,焊点不易拉尖..2.助焊剂的化学组成:传统的助焊剂通常以松香为基体.松香具有弱酸性和热熔流淌性,并具有良好的绝缘性.耐湿性.无腐蚀性.无毒性和长期稳定性,是不多得的助焊材料.目前在SMT中承受的大多是以松香为基体的活性助焊剂.由于松香随着品种.产地和生产工艺的不同,其化学组成和性能有较大差异,因此,对松香优选是保证助焊剂质量的关键.通用的助焊剂还包括以下成分:活性剂.成膜物质.添加剂和溶剂等.