《电子组装高质量互连用焊膏》

1电子组装附加材料—电子组装高质量互连用焊膏本文件规定了用于电子组装中制造高质量电子互连焊膏的产品特性、测试方法、要求、质量保证规定、交付准备、附加信息。本文件适用于电子软钎焊用焊膏。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2036印制电路术语（GB/T2036-1994，IEC60194:1988，NEQ）GB/TXXXX.1电子组装附加材料第1-1部分：电子组装中高质量互连用助焊剂的要求（GB/TXXXX,IEC61190-1-1:2002,MOD）GB/TXXXX.2电子组装附加材料第1-3部分：电子焊接用电子级焊料合金及带助焊剂/无助焊剂固体焊料的要求（GB/TXXXX，IEC61190-1-3:2017,MOD）GB/T15829软钎剂分类与性能要求（GB/T15829-2021，ISO9454-1:2016;ISO9454-2:2020，MOD）SJ/T11186-2019焊锡膏通用规范SJ/T11391-2019电子产品焊接用锡合金粉IEC61189-5-3电气材料、互连结构和组件的测试方法第5-3部分：印制板组装件测试方法：焊膏（Testmethodsforelectricalmaterials,printedboardsandotherinterconnectionstructuresandassemblies-Part5-3:Generaltestmethodsformaterialsandassemblies-Solderingpasteforprintedboardassemblies）3术语和定义GB/T2036和SJ/T10668界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1干燥drying采用常温或加热处理的方式，使焊膏中的挥发性成分蒸发，此过程可能会也可能不会导致松香/树脂熔化。3.2对物质形态变化及流动特性的研究，通常以弹性、粘性和塑性为特征。23.3无铅焊料leadfreesolder铅含量质量百分比等于或小于0.10%的焊料合金。3.4稀释剂助焊膏thinnerthinnerpaste一种溶剂或膏体体系（含或不含活化剂），被添加到焊膏中以替代挥发的溶剂、调节黏度或降低3.5黏度viscosity由分子间吸引力造成的阻止液体流动的液体内部的摩擦力，使其表现为抵抗流动的趋势，以帕斯4产品特性焊膏的产品特性应符合表1要求。表1焊膏特性5试验方法本标准采用的试验方法包括：a）焊膏助焊剂黏度度-T形杆主轴法（依据IEC61189-5-3：5-3X01）b）焊膏或助焊剂的铺展率（依据IEC61189-5-3：5-3X02）d）焊膏黏度-T形杆主轴法（适用于小于300Pa·s依据IEC61189-5-3：5-3X04）f）焊膏黏度-螺旋泵法（适用于小于300Pa·s依据IEC61189-5-3：5-3X04）g）焊膏-塌陷测试（依据SJ/T11186-2019：5.5）h）焊膏-锡珠测试（依据SJ/T11186-2019：5.6）i）焊膏-粘附性测试（依据SJ/T11186-2019：5.7）j）焊膏-润湿测试（依据SJ/T11186-2019：5.8）k）焊锡粉粒度分布-干筛法（依据SJ/T11391-2019：5.2.1）l）焊锡粉粒度分布-显微镜测量法（依据SJ/T11391-2019：5.2.3）m）焊锡粉粒度分布-光学图像分析仪法（依据IEC61189-5-3：5-3X13）n）焊锡粉粒度分布-激光粒度分析法（依据SJ/T11391-2019：5.2.2）o）最大焊锡粉粒度的测定（依据IEC61189-5-3：5-3X15）p）焊膏金属含量（按重量计依据SJ/T11186-2019：5.3）36.1总则除在设计图纸、装配图纸或用户说明中有其他规定，本标准所涵盖的焊膏应符合6.2至6.12的要求。6.2文件优先级当本文件的技术要求与适用采购文件的相关要求存在冲突时，应按以下优先级顺序执行：a）适用的采购文件；b）适用的规格单/图纸；d）适用的规范性文件。6.3合金成分焊膏的合金成分应由供应商依据GB/TXXXX-3标准中规定的合金特性要求进行表征，并按照该标准中的合金检验要求进行检验。检验结果应记录在GB/TXXXX-3所包含的表格中，合金类型应记录在焊膏报表中（见图A.1）。合金中各元素的百分比含量可采用标准分析程序来确定，必要时采用湿化学分析法仲裁。6.4助焊剂特性及检验6.4.1概述焊膏中的助焊剂应由供应商按照GB/TXXXX-1中规定的助焊剂要求进行表征，并按照GB/TXXXX-1中规定的助焊剂检验要求进行检验。检验的结果应记录在GB/TXXXX-1规定的报表中，助焊剂类型应记录在焊膏报表上（见附图A.1）。如果再流焊接温度不适合检验，应由用户和供应商达成一致确定再流焊接温度。6.4.2保质期超出保质期的焊膏，如果性能符合要求，应按第9章要求经过重新鉴定后在复验期内使用。6.5焊锡粉尺寸6.5.1粉末粒度测定粉末粒度测定方法应依据本标准，如使用其他程序需要由用户和供应商协商。6.5.2粉末粒度6.5.2.1概述按照6.5.2.2规定的方法进行测试后，需要对照表2的数值，采用标准筛网规格或最接近的筛网规格对焊粉粒度进行型号分类。4表2标准焊粉粒度规格单位：um寸12345676.5.2.2最大粉末粒度（研磨细度）最大粉末粒度应按照IEC61189-5-3测试方法5-3X15确定。6.5.2.3焊锡粉末粒度分布焊锡粉末粒度分布应依据SJ/T11391中的5.2.1（干筛法）、SJ/T11391中的5.2.3（显微镜测量法）、IEC61189-5-3中的5-3X13（光学图像分析法）、SJ/T11391中的5.2.2（激光粒度分析法）中适用方法进行测定，如表3所示。表3焊锡粉末粒度分布测试方法6.5.3焊锡粉末颗粒形状6.5.3.1粉末形状当按照6.5.3.2进行测试时，焊锡粉末形状应为球形，且最大长宽比应为1.2。如果用户和供应商达成一致，其他形状也可接受。6.5.3.2焊锡粉末颗粒形状的测定应采用体式显微镜在100倍放大倍率下观察焊锡粉末颗粒形貌，统计球形或椭球形（长宽比小于2）的颗粒占比。也可使用图像分析确定长宽比小于等于1.2颗粒所占百分比。粉末中有90%的颗粒为球形时应被归类为球形粉末，其他则应被归类为非球形粉末。焊料粉末的圆度通过光束散射仪来确定，如果偏差在1.0（完美球形）到1.07之间，则应将其归类为球形粉末；偏差值高于1.07的粉末应被归类为非球形粉末。56.6金属百分比当按照SJ/T11186-2019标准5.3中测试方法进行测试时，金属含量应在65%（重量比）至96%（重量比）的范围内。金属百分比应在使用者采购订单规定标称值的±1%以内。6.7黏度6.7.1概述黏度测量方式应由用户和供应商协商确定。测量和试验条件应符合6.7.2的规定。6.7.2确定黏度的方法6.8塌陷6.8.1概述除合同或采购订单中另有规定外，塌陷性能应按照6.8.2和6.8.3中规定的两种网版厚度和三种开孔尺寸进行评估。若采用图1所示0.63mm×2.03mm的开孔尺寸，按照IEC-61189-5-3标准中5-3X07测试方法在常温环境下进行测试时，在0.56mm或更大的间距之间应无桥连现象；按照IEC-61189-5-3标准中5-3X07测试方法在高温下进行测试时，在0.63mm或更大的间距之间应无桥连现象。若采用图1所示0.33mm×2.03mm的开孔尺寸时，按照SJ/T11186-2019标准中5.5测试方法在常温环境下进行测试时，在0.25mm或更大的间距之间应无桥连现象；按照SJ/T11186-2019标准中5.5测试方法在高温下进行测试时，在0.30mm或更大的间距之间应无桥连现象。6若采用图2所示0.33mm×2.03mm的开孔尺寸，按照IEC-61189-5-3标准中5-3X07测试方法在常温环境下进行测试时，在0.25mm或更大的间距之间应无桥连现象；按照IEC-61189-5-3标准中5-3X07测试方法在高温下进行测试时，在0.30mm或更大的间距之间应无桥连现象。若采用图2所示0.2mm×2.03mm的开孔尺寸，按照SJ/T11186-2019标准中5.5测试方法在常温环境下进行测试时，在0.175mm或更大的间距之间应无桥连现象；按照SJ/T11186-2019标准中5.5测试方法在高温下进行测试时，在0.20mm或更大的间距之间时应无桥连现象。76.9锡珠6.9.1概述当按照下列适用方法进行测试时，焊膏产生的随机焊料颗粒（焊料球）应符合规定。如果焊膏需要在氮气氛围中再流焊接（例如含铟（In）焊膏），则允许在受控的氮气氛围下进行锡珠试验。86.9.21-4型粉末按照SJ/T11186-2019标准中5.6测试方法所定义的含有1~4型粉末的焊膏，应满足图3所示的验收标准。此外，在用于评估的三个测试图形中，不应在超过一个图形上形成单个直径大于75um的焊料球。6.9.35-8型粉末按照SJ/T11186-2019标准中5.6测试方法所定义的含有5~8型粉末的焊膏，应满足图3中所示的验收标准。该测试应在受控的氮气氛围中进行。此外，在用于评估的三个测试图形中，不应在超过一个图形上形成单个直径大于50um的焊料球。9图3锡珠试验标准6.10粘附性焊膏应按照依据SJ/T11186-2019标准中的5.7测试方法进行测试。最小保持力和时间应由用户和供应商协商确定。6.11润湿性当按照SJ/T11186-2019标准中5.8的方法进行测试时，焊膏应均匀润湿试样的铜焊盘且无明显退润湿或不润湿的迹象。如果要求焊膏在氮气氛围下进行再流焊接（如含铟（In）焊膏），则允许在受控的氮气氛围下进行润湿测试。6.12标签供应商应在每罐焊膏上标注以下内容：a）供应商的名称和地址；b）焊膏的分类/标识，例如，合金名称、粉末粒度、助焊剂分类以及供应商对不同焊膏的标识；c）焊膏的净质量；f）有效期（见第9章）；g）所有必要的环境要求、健康和安全警告；h）金属百分比；i）如有必要，需提供有关无铅焊接工艺的信息。7质量保证规定7.1通则7.1.1概述焊膏供应商应对本文件中规定的所有检验项目的实施结果负责(性能类检验项目除外)。除非用户提出不同意见，焊膏供应商可以使用自有实验室或者其他检测机构完成本文件规定的检验项目。当用户认为有必要开展检验以确保所供应的产品和服务符合规范要求时，用户可保留执行任何检验的权利。7.1.2质量保证本文件所覆盖的材料应满足第6章规定的全部技术要求。本文件中定义的性能检验之外的检验应纳入供应商的整体检验体系或质量规划中。供应商有责任确保提交给用户验收的所有产品或供应品均符合采购合同的所有要求。当用户要求时，应根据质量保证体系建立并持续维护一份针对本规范所供材料的质量保证方案，或按照用户和供应商达成的约定执行。该规划应由具备资质的相关机构进行监督。7.1.3测试设备和检验设施供应商应配置、维护或指定具备足够精度、性能和数量的测试/测量设备及检验设施，用以完成本文件规定的各项检验工作。为管控测量及检验设备精度，供应商应建立并运行校准体系，该校准体系应当遵循由供应商和用户协商确定的质量保证体系要求。7.1.4检验条件除非本文另有规定，所有检验均应按照第6章规定的试验条件进行。7.2检验分类本文件规定的检验分类如下：a）鉴定检验（见7.4条）；b）质量一致性检验（见7.5条c）特定性能检验（见9章）。7.3检验报表表A.1是适合且推荐用于记录焊膏检验结果的报表。在不需要或不适合给出明确测试结果的情况下，应在报表上用对勾表明检验已完成。7.4鉴定检验7.4.1概述鉴定检验可在获得认可资质的实验室，或是用户认可的实验室中开展，加工试验样品所使用的设备和程序与正常产品保持一致。7.4.2样本量选取的样本数量应与待测焊膏种类以及所要开展的检验项目相匹配。7.4.3检验程序样本应进行表4中规定的检验项目。表4焊膏鉴定检验-√√√√√√√√√-√√√√--√---√√--√√--√√--√√√√√-√√7.5质量一致性检验7.5.1概述材料供应商应开展必要的检验工作，以确保生产过程处于受控状态，同时确保产品各项指标符合规范限值要求，检验项目见表4。7.5.2抽样方案统计抽样和检验工作应按经过审批的质量控制程序执行（见7.1.2）。7.5.3拒收批次如果一个检验批次不合格，供应商可以对该批次进行整改消除缺陷，或者剔除不合格的产品后重新提交复验。重新提交的批次应加严检验，该复验批次应与新批次分开，并应明确标识为经复检批次。产品防护包装、装箱包装、运输标识以及产品标识均应按照合同或采购订单中的规定执行。9附加信息——特殊性能检验与保质期延期检验性能检验用于评估焊料产品在特定应用场景下的表现。用户用以验证焊膏的使用性能以及是否可以延长保质期应开展的试验项目见表4。表5用户使用前对焊膏的检查-√√√√√√√√√√√附录A焊膏检验表格图A.1焊膏检验报表再流焊接条件和曲线虽然在再流焊接过程中存在多种因素导致形成锡珠和飞溅，但电子制造中免清洗工艺的引入导致了更多的锡珠问题。锡珠的形貌为一个或多个与焊料主体分离的焊料球，其典型直径约为0.5mm或更小。建议评估以下改进工艺，避免出现此类问题。改变温度曲线：按照焊膏制造商推荐的规格改变温度曲线以减少锡珠及飞溅。改变气氛：随着固体含量或活化剂水平的降低，建议在含氧量低于21%（空气）的气氛中进行再流焊接。预热：较高的温度以及较长的加热时间会迅速使活化剂挥发[大多数有机物在超过150℃（302.0℉)时开始挥发]。此外，金属表面（焊料粉末和焊盘/元件焊端等）在高温下停留时间越长，氧化程度越高。降低预热温度和缩短预热时间有利于焊膏的使用，并减少锡珠的形成。气氛类型：低氧环境（例如氮气气氛）有可