IEC 60068-2-832025 环境测试 - 第2-83部分测试 - 测试Tf用于表面贴装设备的电子元件（Smd）的可焊性测试通过使用焊膏的润湿平衡法标准立项发展报告

环境测试第2-83部分：测试Tf：用于表面贴装设备的电子元件（SMD）的可焊性测试通过使用焊膏的润湿平衡法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Environmentaltesting-Part2-83:Tests-TestTf:Solderabilitytestingofelectroniccomponentsforsurfacemountingdevices(SMD)bythewettingbalancemethodusingsolderpaste摘要随着表面贴装技术（SurfaceMountTechnology,SMT）在电子制造行业中的广泛应用，电子元器件的可焊性评价已成为确保组装质量和长期可靠性的关键环节。IEC60068-2-83:2025《环境测试第2-83部分：测试Tf：用于表面贴装设备的电子元件（SMD）的可焊性测试通过使用焊膏的润湿平衡法》是由国际电工委员会（IEC）发布的最新国际标准，取代了此前的技术规范版本，正式确立了采用焊膏润湿平衡法评估SMD元件可焊性的标准测试程序。本报告从标准立项背景、技术内容框架、与既有标准的协调关系、主要参与单位及未来发展趋势等方面进行了系统阐述和分析。报告指出，该标准通过采用与实际焊接工艺高度一致的焊膏介质，解决了传统焊料润湿平衡法在模拟实际表面贴装工艺方面存在的局限性，对提升电子元器件质量评价的科学性和一致性、促进国际贸易和技术交流具有重要的推动作用。标准的正式发布标志着SMD可焊性测试从技术规范向正式国际标准的重大跨越，也将为电子制造业的质量控制体系提供更加权威的技术依据。关键词：环境测试；表面贴装元件；可焊性测试；润湿平衡法；焊膏；国际电工委员会；质量评价Keywords:EnvironmentalTesting;SurfaceMountDevices(SMD);SolderabilityTesting;WettingBalanceMethod;SolderPaste;IEC;QualityEvaluation1引言1.1标准立项背景表面贴装技术自20世纪80年代以来经历了迅猛发展，已成为当今电子制造行业的主导组装技术。与传统的通孔插装技术相比，SMT具有组装密度高、产品体积小、重量轻、可靠性高、易于自动化生产等显著优势。随着电子设备向小型化、轻薄化、高性能方向持续演进，SMD元件的尺寸不断缩小，引脚间距日益减小，对焊接质量的要求也愈发严苛。可焊性（Solderability）是指元件引脚或端子在规定条件下能够被焊料良好润湿的能力，是评价电子元器件质量的核心指标之一。可焊性不良将直接导致虚焊、漏焊、桥连等焊接缺陷，严重影响电子产品的可靠性和使用寿命。因此，建立科学、准确、可重复的可焊性测试方法是电子制造行业长期关注的技术焦点。国际电工委员会（IEC）长期以来致力于环境试验领域的标准化工作，其制定的IEC60068系列标准是全球公认的环境试验方法标准。在可焊性测试领域，IEC60068-2-54规定了传统的润湿平衡法测试程序，采用焊料作为润湿介质；IEC60068-2-58则规定了SMD元件可焊性测试的多种方法，包括焊槽法和焊球法等。然而，随着表面贴装工艺的不断演进和新型焊膏材料的广泛应用，上述标准方法在与实际生产条件的一致性方面暴露出一定局限性，业界对于开发一种更接近真实焊接条件的标准化测试方法的呼声日益高涨。1.2标准基本信息IEC60068-2-83:2025《环境测试第2-83部分：测试Tf：用于表面贴装设备的电子元件（SMD）的可焊性测试通过使用焊膏的润湿平衡法》于2025年5月27日正式发布，由国际电工委员会归口管理，标准状态为现行。该标准采用英语和法语两种官方语言文本，分类号为电子元器件组件，属于IEC60068环境试验系列标准的重要组成部分。该标准的前身是IEC60068-2-83:2011技术规范（TS）版本。此次由技术规范升级为国际标准（IS），标志着该测试方法经过十余年的实践验证和技术完善，已经发展成熟并获得国际广泛认可。这一升级过程充分体现了国际标准化组织对技术成果从探索到成熟再到推广应用的严谨科学态度。2标准技术内容概述2.1标准适用范围IEC60068-2-83:2025规定了用于表面贴装设备（SMD）的电子元件可焊性测试方法，其核心特征在于使用焊膏作为润湿介质，通过润湿平衡法对元件端子和引脚的可焊性进行定量评价。该标准适用于各类SMD元件，包括但不限于片式电阻、片式电容、片式电感、晶体管、集成电路以及其他采用表面贴装封装形式的电子元器件。标准所规定的测试方法主要用于评估元器件在规定的存放条件和期限内，其端子和引脚被焊膏润湿的能力。该方法能够为电子元件制造商提供质量控制手段，为电子产品组装企业提供来料检验和工艺验证的依据，同时也可用于评估不同批次元件之间可焊性的一致性。2.2方法原理与技术特点润湿平衡法（WettingBalanceMethod）是一种基于力学原理定量评价焊料对金属表面润湿性能的测试方法。其基本原理是：将试样（被测元件）悬挂在高灵敏度的传感器上，使试样的待测部位以受控速度浸入熔融焊料或焊膏中至规定深度，并保持一定时间。在此过程中，焊料对试样表面的润湿作用会产生一个随时间和润湿程度变化的力，该力通过传感器被实时记录，形成润湿力-时间曲线。与IEC60068-2-54所规定的传统润湿平衡法相比，IEC60068-2-83:2025技术路线的核心变化在于使用焊膏替代纯焊料作为润湿介质。这一改进具有重要的工程实践意义：第一，更贴近实际工艺条件。在真实表面贴装生产过程中，元件与电路板之间的连接是通过焊膏在回流焊过程中的熔融和润湿实现的。焊膏中包含焊料粉末、助焊剂以及其他功能性添加剂，其润湿行为与纯焊料存在显著差异。采用焊膏作为测试介质，能够更真实地反映元件在实际生产中的可焊性表现。第二，可针对微小元件进行测试。随着元件尺寸不断缩小，传统采用的焊料槽润湿方法在处理微小元件时面临操作困难、测试精度不足等问题。焊膏可以通过精确控制用量和涂布位置来实现对微小元件的针对性测试。第三，支持工艺参数优化。该测试方法可以为回流焊温度曲线的设定、焊膏型号的选择以及焊接气氛的确定等工艺参数优化提供直接的试验依据。2.3标准主要内容框架IEC60068-2-83:2025在结构编排上遵循了IEC60068系列标准的通用框架，主要内容包括以下几个方面：术语和定义部分对标准中涉及的关键术语进行了明确界定，包括可焊性、润湿、润湿力、焊膏、表面贴装设备等核心概念。统一的术语定义保证了标准在不同国家和地区的理解和执行一致性。试验设备部分详细规定了测试装置的组成和要求，包括润湿平衡测试仪的技术指标（如力传感器精度、浸入速度控制精度、温度控制精度等）、焊膏涂布装置以及辅助设备的技术要求。对设备性能参数的明确规定是保证测试结果可重复性和可比性的基础。试验准备部分规定了试样准备方法、焊膏的选择和储存条件、试验前处理规范以及试验环境条件等内容。其中，试样的清洁处理是影响测试结果的关键环节，标准对不同类型元件的预处理方式提出了明确要求。测试程序部分详细描述了测试的操作步骤，包括焊膏的准备和涂布、试样的安装和定位、浸入参数的设定（浸入深度、浸入速度、停留时间等）、数据采集以及测试结束后的处理程序。标准对每个步骤的操作细节和参数范围进行了具体规定。结果评价部分规定了润湿力-时间曲线的解析方法、评价指标的提取和计算方式、合格判据的确定原则以及测试报告的编制要求。通过标准化的结果评价方法，不同实验室之间可以获得具有可比性的测试结论。3标准的修订背景与主要参与单位3.1标准修订过程IEC60068-2-83从技术规范升级为国际标准的过程经历了严谨的标准化工作程序。该工作在IEC第91标委会（电子装配技术）和第50标委会（环境试验）的协作框架下推进，由相关工作组具体实施。在技术规范版本发布后的十余年间，工作组持续收集来自制造业、检测机构、科研院所等各方面的应用反馈和实践数据，对方法中存在的技术问题进行了系统分析和改进。修订过程重点解决了以下几个方面的问题：一是优化了焊膏的施加方式和用量控制方法，提高了对小尺寸元件测试的适应性；二是完善了测试结果评价指标和合格判据，增强了方法对不同类型元件和不同应用场景的适用性；三是更新了试验设备的技术要求，反映了测试仪器技术进步的最新水平；四是根据RoHS指令等环保法规的要求，对标准中引用的焊料合金类型进行了调整和补充。3.2主要参与单位介绍在本标准的制定和修订过程中，多个国际组织和企业发挥了重要作用。其中，德国弗劳恩霍夫制造与自动化研究所（FraunhoferIPA）作为国际知名的应用研究机构，在标准的制定和验证过程中发挥了突出的技术支撑作用。FraunhoferIPA是欧洲最大的应用研究机构——弗劳恩霍夫协会下属的60余个研究所之一，总部位于德国斯图加特。该研究所长期从事电子制造技术、自动化技术和质量管理技术领域的研究工作，在电子组装工艺可靠性评估、焊接材料性能表征、无损检测技术等方面积累了深厚的技术基础和丰富的工程实践经验。在IEC60068-2-83标准的修订过程中，FraunhoferIPA主要承担了以下几方面的工作：方法验证试验的组织和实施。为了验证焊膏润湿平衡法在不同条件下的测试重复性和再现性，FraunhoferIPA组织了多个实验室间的比对试验，通过系统的试验方案设计和统计分析，为方法的技术指标确定提供了翔实的实验数据支撑。典型失效模式的分析研究。该研究所对测试过程中可能出现的异常现象和失效模式进行了系统研究，建立了典型的润湿力-时间曲线特征图谱，为标准中结果评价和故障诊断章节的编写提供了技术依据。与工程实践的结合验证。依托其在电子制造领域的广泛企业合作网络，FraunhoferIPA将标准方法在实际生产环境中进行了应用验证，评估了该方法对不同类型SMD元件、不同焊膏配方以及不同工艺条件下的适用性，为标准的广泛实用性提供了保障。此外，日本、韩国、美国、中国等电子制造大国的标准化技术机构和企业也积极参与了本标准的制定和评审工作，反映了该标准在全球范围内受到的高度关注和广泛认同。4标准的应用价值与行业影响4.1对电子制造业质量控制的提升IEC60068-2-83:2025的发布为电子制造业提供了一种更加科学、更加贴近实际工艺条件的可焊性评价工具。对于电子元件制造商而言，采用该标准进行出厂检验和型式试验，可以更加客观地反映产品在实际组装过程中的可焊性表现，有助于及时发现和纠正生产工艺中存在的问题，降低不合格品流出的风险。对于电子组装企业而言，该标准提供的测试方法可以作为来料质量控制的有效手段。通过在元件入库前进行标准化的可焊性测试，可以有效筛选出可焊性不合格的批次，避免因元件可焊性问题导致的大批量焊接缺陷和质量事故。同时，该方法还可以为工艺工程师优化回流焊温度曲线、选择适当的焊膏材料提供直接的试验依据，从而提升整体焊接质量和生产效率。4.2对国际贸易和技术交流的促进作为一项正式的国际标准，IEC60068-2-83:2025为全球范围内的SMD元件可焊性评价提供了统一的技术语言和评价准则。不同国家和地区的企业和检测机构采用相同的测试方法和评价标准，可以显著降低因测试方法差异导致的贸易纠纷，促进电子元器件和电子产品的国际贸易自由化和便利化。同时，采用国际统一的测试标准有助于各国电子制造业在相同的技术平台上进行交流和竞争，推动全球电子制造技术的协同进步。对于广大发展中国家和新兴经济体而言，采用国际标准有助于其快速提升产品质量控制能力和国际市场竞争力。4.3对可靠性工程实践的推动可焊性不仅是焊接质量的基础，也是电子元器件长期可靠性的重要影响因素。不良的焊接界面可能导致焊点在服役过程中产生微裂纹、金属间化合物过度生长等可靠性问题。IEC60068-2-83:2025所提供的更为准确的测试方法，有助于可靠性工程师更加科学地评估元器件焊接界面的质量状态，为产品可靠性设计和寿命预测提供更加可靠的输入数据。5结论与展望IEC60068-2-83:2025的正式发布是SMD元件可焊性测试领域标准化工作的重要里程碑。该标准以焊膏为润湿介质，通过润湿平衡法实现了对SMD元件可焊性的定量、准确、可重复的测试评价，在技术先进性和工程实用性之间取得了良好平衡。标准充分吸收了近年来电子制造技术发展的最新成果，反映了行业对可焊性测试方法科学性和精确性的更高追求。从标准的升级路径来看，从2011年的技术规范到2025年的正式国际标准，体现了国际标准化界对该测试方法十余年的持续关注和不断完善。这一过程既验证了方法本身的技术成熟度，也积累了丰富的实际应用数据，为标准的广泛推广应用奠定了坚实基础。展望未来，随着电子元器件继续向小型化、高密度化方向演进，以及新型封装技术（如倒装芯片、扇出型封装、系统级封装等）的不断涌现，可焊性测试方法仍将面临新的技术挑战。可以预见，IEC60068-2-83标准将继续保持动态更新的发展态势，适时纳入适用于新型元器件的测试技术和方法，不断扩展其适用范围和应用深度。同时，随着智能制造和工业互联网技术的快速发展，可焊性测试方法也有望向自动化、数字化、智能化方向升级。测试数据的自动采集与云端共享、基于人工智能的测试结果智能判读、可焊性数据库的建立和共享等，都将是该标准化领域值得期待的发展方向。参考文献[1]IEC60068-2-83:2025,Environmentaltesting-Part2-83:Tests-TestTf:Solderabilitytestingofelectroniccomponentsforsurfacemountingdevices(SMD)bythewettingbala