IEC 68-2-20 試驗(yàn)方法-錫焊

1、IEC 68-2-20 試驗(yàn)方法-錫焊IEC 68-2-20 Test T：Soldering前言本試驗(yàn)法之目的在決定試件以錫焊方式組合時(shí)之潤濕能力及確認(rèn)試件不致因錫焊作業(yè)而損壞。範(fàn)圍本試驗(yàn)法適用於電氣、電子元件及印刷電路以錫焊方式組合者。本試驗(yàn)法共分三類： 試驗(yàn)方法Ta：電線、電纜及形狀不規(guī)則端子之可焊性試驗(yàn)(solderability of wire and tag terminations)1. 方法1：235焊錫槽浸漬；最能模擬實(shí)務(wù)上常用之錫焊方式，唯試驗(yàn)結(jié)果無法量化。 2. 方法2：350烙鐵焊；方法1與方法3皆不可行時(shí)使用本法。 3. 方法3：235焊錫滴焊；金屬絲端子切穿定量之滴

2、狀熔融焊錫，試驗(yàn)操作簡易，潤濕時(shí)間可作為檢核準(zhǔn)則。 試驗(yàn)方法Tb：元件錫焊耐熱性試驗(yàn)(reistance of components to soldering heat)1. 方法1A：260焊錫槽浸漬。 2. 方法1B：350焊錫槽浸漬。 3. 方法2：350烙鐵焊。除浸漬時(shí)間及溫度外，方法1A及方法1B與試驗(yàn)方法Ta之方法1同。方法2除烙鐵加於試驗(yàn)區(qū)域10秒外，與試驗(yàn)方法Ta之方法2同。 試驗(yàn)方法Tc：印刷電路板或金屬包覆層板可焊性試驗(yàn)(solderability of printed boards and metal-clad laminates)利用本法合併袪潤濕(de-wetting

3、)試驗(yàn)步驟決定下列物件之可焊性。a. 單或雙層金屬包覆層板。 b. 單或雙層印刷電路板。 c. 多層印刷電路板。限制不適用。測(cè)試步驟 試驗(yàn)方法Ta：電線、電纜及形狀不規(guī)則端子之可焊性試驗(yàn)1. 試件準(zhǔn)備： 2. 試件表面應(yīng)維持收件時(shí)之狀況並注意不受手觸摸或其他方式之污染。 3. 試驗(yàn)前不須清潔試件表面，相關(guān)規(guī)範(fàn)有清潔試件需求時(shí)，得以中性有機(jī)溶劑除去試件表面之油污。 4. 試驗(yàn)前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗(yàn)。 5. 加速老化：相關(guān)規(guī)範(fàn)有此需求時(shí)請(qǐng)參考7.(2)節(jié)。方法1：235焊錫槽浸漬。a. 每次試驗(yàn)前將其表面擦拭光亮。 b. 端子於室溫下浸入5.(1)節(jié)所述之焊劑中，並在

4、1min5s內(nèi)排除其上多餘之焊劑。 c. 立刻將端子順其長軸方向以252.5mm/s之速率浸入熔融。 d. 焊錫槽之浸入點(diǎn)與槽壁距離不得少於10mm。 e. 到達(dá)浸入長度(浸入長度依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定)後，浸漬42.00.5s再以252.5mm/s之速率抽出端子。具高熱容量之元件得於相關(guān)規(guī)範(fàn)指定5.00.5s之浸漬時(shí)間。相關(guān)規(guī)範(fàn)需求時(shí)，可於元件本體與端子間設(shè)置厚度1.50.5mm之絕熱屏。 f. 以異丙醇或酒精清除殘留之焊劑。 g. 目視檢查(可佐以410倍之放大鏡)，浸漬表面應(yīng)附著一層光滑焊錫，允許不集中於一處之少許針孔、未潤濕或袪潤濕區(qū)域。方法2：350烙鐵焊。a. 相關(guān)規(guī)範(fàn)?wèi)?yīng)就元件之不同指定

5、烙鐵型式。上次測(cè)試遺留之焊錫要除盡。 b. 焊絲：甲型烙鐵使用公稱直徑1.2mm之焊絲。 c. 乙型烙鐵使用公稱直徑0.8mm之焊絲。 d. 試件放置如圖1，以烙鐵能於試驗(yàn)區(qū)域水平面操作為準(zhǔn)，若因試件形狀特殊無法操作時(shí)，可於相關(guān)規(guī)範(fàn)另定之。若試件需另以機(jī)構(gòu)支持，則必須使用絕熱材料。 e. 對(duì)熱敏感元件，相關(guān)規(guī)範(fàn)得規(guī)定試驗(yàn)區(qū)域與元件本體之距離，或規(guī)定消熱方式之使用。 f. 以焊絲與烙鐵於相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定之位置施焊2至3秒，此期間烙鐵應(yīng)保持靜止。 g. 以異丙醇或酒精清除殘留之焊劑。 h. 目視檢查(可佐以410倍之放大鏡)，焊錫應(yīng)潤濕整個(gè)試驗(yàn)區(qū)域且無錫珠。方法3：235焊錫滴焊。a. 金屬絲端子應(yīng)保

6、持平直，必要時(shí)得與元件本體分離以利試驗(yàn)進(jìn)行。 b. 清除上次試驗(yàn)殘留物，焊錫滴置入錫焊座前確定其為清潔。 c. 金屬絲端子就試驗(yàn)設(shè)置後得以焊劑浸漬或刷洗，熔融焊滴亦置入小量焊劑，可清潔去氧化物使能完成潤濕烙針。 d. 以備便之金屬絲端子置入熔融焊滴，金屬絲端子切穿焊滴與烙針接觸。 e. 金屬絲端子切穿焊滴與烙針接觸，焊滴漫流覆蓋金屬絲端子，整個(gè)過程經(jīng)歷的時(shí)間稱之焊接時(shí)間，其最大值應(yīng)明載於相關(guān)規(guī)範(fàn)。 f. 袪潤濕(de-wetting)：相關(guān)規(guī)範(fàn)?wèi)?yīng)載明此試驗(yàn)是否執(zhí)行。 g. 每次試驗(yàn)前清潔擦拭袪潤濕區(qū)域光亮其表面，然後將端子於室溫下浸入5.(1)節(jié)所述之焊劑中，並在1min5s內(nèi)排除其上多餘之焊

7、劑。 h. 立刻將端子順其長軸方向以52mm/s之速率浸入熔融焊錫槽，浸入點(diǎn)與槽壁距離不得少於10mm。 i. 到達(dá)浸入長度(浸入長度依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定)後，浸漬5.00.5s再以52mm/s之速率抽出端子，並保持試驗(yàn)面在鉛垂姿態(tài)直至焊錫凝固。 j. 以異丙醇或酒精清除殘留之焊劑。 k. 目視檢查(可佐以410倍之放大鏡)，浸漬表面應(yīng)附著一層光滑焊錫，允許不集中於一處之少許針孔、未潤濕或袪潤濕區(qū)域。 l. 重複步驟(a)至步驟(d)使總浸漬時(shí)間累積為10s。 m. 試驗(yàn)後試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗(yàn)。 試驗(yàn)方法Tb：元件錫焊耐熱性試驗(yàn)試驗(yàn)前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查

8、、電性及機(jī)械檢驗(yàn)。方法1A：260焊錫槽浸漬。a. 每次試驗(yàn)前將其表面擦拭光亮。 b. 端子於室溫下浸入5.(2)節(jié)所述之焊劑中。 c. 立刻將端子順其長軸方向浸入熔融焊錫槽，浸入點(diǎn)與槽壁距離不得少於10mm。除相關(guān)規(guī)範(fàn)另有規(guī)定外，應(yīng)於1秒內(nèi)浸入距離元件本體或基座2.0mm至2.5mm處。 d. 到達(dá)浸入長度後，依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定浸漬51秒或101秒。除相關(guān)規(guī)範(fàn)另有規(guī)定外，應(yīng)於元件本體與端子間設(shè)置厚度1.50.5mm之絕熱屏。相關(guān)規(guī)範(fàn)另定吸熱設(shè)置，其應(yīng)與元件製程使用者相關(guān)，並附詳細(xì)尺寸規(guī)格。方法1B：350焊錫槽浸漬。a. 每次試驗(yàn)前將其表面擦拭光亮。 b. 端子於室溫下浸入5.(2)節(jié)所述之焊

9、劑中。 c. 立刻將端子順其長軸方向浸入熔融焊錫槽，浸入點(diǎn)與槽壁距離不得少於10mm。除相關(guān)規(guī)範(fàn)另有規(guī)定外，應(yīng)於1秒內(nèi)浸入距離元件本體或基座2.0mm至2.5mm處。 d. 到達(dá)浸入長度後，浸漬3.50.5秒。從浸入、浸漬到試件抽離焊錫槽之過程應(yīng)於3.5秒至5秒間完成。除相關(guān)規(guī)範(fàn)另有規(guī)定外，應(yīng)於元件本體與端子間設(shè)置厚度1.50.5mm之絕熱屏。相關(guān)規(guī)範(fàn)另定吸熱設(shè)置，其應(yīng)與元件製程使用者相關(guān)，並附詳細(xì)尺寸規(guī)格。方法2：350烙鐵焊。a. 如4.(1)e.節(jié)方法執(zhí)行，唯烙鐵施作於試驗(yàn)區(qū)域之時(shí)間，相關(guān)規(guī)範(fàn)?wèi)?yīng)明定為51秒或101秒。無規(guī)定者則以101秒為烙鐵施作時(shí)間。 b. 對(duì)熱敏感元件，相關(guān)規(guī)範(fàn)得規(guī)

10、定測(cè)試區(qū)域與元件本體之距離，或規(guī)定吸熱方式之使用。 c. 試驗(yàn)後試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗(yàn)。 試驗(yàn)方法Tc：印刷電路板或金屬包覆層板可焊性試驗(yàn)a. 試件準(zhǔn)備 b. 從以下產(chǎn)品截切之長方形試片： c. 單或雙層金屬包覆層板。 d. 單或雙層印刷電路板。 e. 多層印刷電路板。 f. 加速老化：有此需求時(shí)應(yīng)於相關(guān)規(guī)範(fàn)明定其規(guī)格。 g. 依相關(guān)規(guī)範(fàn)所述程序進(jìn)行試驗(yàn)前之試件清潔。 h. 調(diào)整浸槽深度及操作速度使符合6.(3)節(jié)之規(guī)定。 i. 試片鉛直浸入5.(3)c.節(jié)所定之焊劑中，並移動(dòng)使焊劑在試片之孔洞流動(dòng)。到達(dá)最大浸入長度駐留3秒後以5mm/s之速度鉛直抽離浸槽。去除殘留

11、試片孔洞之焊劑，將試片豎立五分鐘以排除多餘焊劑。 j. 試片固定於試驗(yàn)設(shè)置上，進(jìn)行可焊性試驗(yàn)循環(huán)。 k. 試驗(yàn)終止，以異丙醇或酒精清除殘留之焊劑。 l. 目視檢查(可佐以812倍之放大鏡)，評(píng)定可焊性及袪潤濕性。測(cè)試條件 試驗(yàn)方法Ta：電線、電纜及形狀不規(guī)則端子之可焊性試驗(yàn)方法1：235焊錫槽浸漬。a. 焊錫槽容積至少300ml，深度至少40mm。 b. 槽內(nèi)焊錫溫度2355，成分如7.(3)節(jié)所述。 c. 焊劑由重量百分比25之松香脂(colophony)與75之異丙醇(isopropanol)或酒精組成，詳見7.(4)節(jié)。未活化焊劑不適用時(shí)得於相關(guān)規(guī)範(fàn)另定焊劑成分。方法2：350烙鐵焊。烙

12、鐵甲型：端溫度35010(測(cè)試開始溫度)，端直徑8mm，外露長度32mm，10mm長度內(nèi)縮減成楔形。乙型：端溫度35010(測(cè)試開始溫度)，端直徑3mm，外露長度12mm，5mm長度內(nèi)縮減成楔形。通常烙鐵用紫銅(copper)製作，為了延長壽命常鍍以鐵或銅合金。焊絲焊錫包裹單芯或多芯焊劑之焊絲。焊錫成分如7.(3)節(jié)所述。芯焊劑成分為含2.5至3.5松香脂之組合物如7.(4)節(jié)所述。方法3：235焊錫滴焊。焊絲焊錫成分如7.(3)節(jié)所述。焊絲公稱直徑對(duì)應(yīng)焊錫丸公稱重量如下：焊絲公稱直徑(mm) 焊錫丸公稱重量(mg) 焊絲公稱直徑(mm) 1.20.75 200 0.740.55 125 0.

13、540.25 75 不大於0.24 50焊錫丸實(shí)重加1.5之重量應(yīng)在焊錫丸公稱重量10範(fàn)圍。來源：中國可靠性網(wǎng)烙針溫度為2352。焊劑由重量百分比25之松香脂與75之異丙醇或酒精組成，詳見7.(4)節(jié)。未活化焊劑不適用時(shí)得於相關(guān)規(guī)範(fàn)另定焊劑成分。袪潤濕(de-wetting)焊錫槽容積至少300ml，深度至少40mm。槽內(nèi)焊錫溫度2605，成分如7.(3)節(jié)所述。焊劑由重量百分比25之松香脂與75之異丙醇或酒精組成，詳見7.(4)節(jié)。未活化焊劑不適用時(shí)得於相關(guān)規(guī)範(fàn)另定焊劑成分。 試驗(yàn)方法Tb：元件錫焊耐熱性試驗(yàn)方法1A：260焊錫槽浸漬。焊錫槽容積至少300ml，深度至少40mm。槽內(nèi)焊錫溫度

14、2605，成分如7.(3)節(jié)所述。焊劑由重量百分比25之松香脂與含0.5氯化物之氯化乙二氨(diethylammonium chloride)之異丙醇或酒精75組成。當(dāng)本試驗(yàn)為系列試驗(yàn)之一時(shí)，需於溫度試驗(yàn)前執(zhí)行，使用重量百分比25之松香脂與75之異丙醇或酒精組成之未活化焊劑。試件為通過試驗(yàn)方法Ta之方法1不超過72小時(shí)者。方法1B：350焊錫槽浸漬。焊錫槽容積至少300ml，深度至少40mm。槽內(nèi)焊錫溫度35010，成分如7.(3)節(jié)所述。方法2：350烙鐵焊。烙鐵：如5.(1)b.(a)節(jié)。焊絲：如5.(1)b.(b)節(jié)。 試驗(yàn)方法Tc：印刷電路板或金屬包覆層板可焊性試驗(yàn)試件為長方形，寬30

15、1mm，長度見6.(3)d.(a)節(jié)規(guī)定。焊錫成分及熔融溫度詳如7.(3)節(jié)。試驗(yàn)前焊錫槽之溫度依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定。焊劑相關(guān)規(guī)範(fàn)?wèi)?yīng)明定為下列三者之一：重量百分比25之松香脂與75之異丙醇或酒精組成，詳如7.(4)節(jié)。如(a)成分再加含0.2氯化物之氯化乙二氨。如(b)成分再加含0.5氯化物之氯化乙二氨。擦觸時(shí)間潤濕：參見IEC-249、326-2相關(guān)規(guī)定。袪潤濕：參見IEC-249、326-2相關(guān)規(guī)定。試驗(yàn)設(shè)置 試驗(yàn)方法Ta：電線、電纜及形狀不規(guī)則端子之可焊性試驗(yàn)1. 方法1：無規(guī)定。 2. 方法2：無規(guī)定。 3. 方法3：如圖2、圖3、圖4所示裝置之規(guī)定詳見7.(5)節(jié)。 試驗(yàn)方法Tb：元件錫

16、焊耐熱性試驗(yàn)無規(guī)定。 試驗(yàn)方法Tc：印刷電路板或金屬包覆層板可焊性試驗(yàn)焊錫槽為深度至少40mm之適當(dāng)槽盆，圓型槽盆之直徑至少120mm，長方形槽盆至少100mm75mm。試片輸送：如圖5一以固定速率輸送試片之機(jī)械裝置，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形，使試片能於運(yùn)輸中擦觸焊錫而不停留。試片試驗(yàn)面距離轉(zhuǎn)軸1005mm。轉(zhuǎn)速以使試驗(yàn)面與熔融焊錫擦觸經(jīng)過1到8秒為準(zhǔn)。為避免擦觸時(shí)熔融焊錫溢漫至試片之頂面，可在夾持試片時(shí)預(yù)作防範(fàn)。當(dāng)試片水平時(shí)試驗(yàn)面浸入深度不超過試片厚度為準(zhǔn)。試片夾持器之構(gòu)造除符合上述b、c中相關(guān)規(guī)定外尚須符合以下需求：試驗(yàn)面在運(yùn)動(dòng)方向之暴露長度為251mm。夾持器與試片、熔融焊錫接觸部份，應(yīng)為低熱容

17、量低熱傳導(dǎo)者。夾持器不得有礙暴露區(qū)域之潤濕。計(jì)時(shí)裝置如圖5所示，為一探針用以量度擦觸時(shí)間。針尖位置與試驗(yàn)面等高，與試驗(yàn)面形心繞同一軸且等半徑旋轉(zhuǎn)。計(jì)時(shí)探針應(yīng)與夾持器絕緣，試驗(yàn)中保持潔淨(jìng)。試驗(yàn)裝置一寬50mm之清潔帶，使得試片進(jìn)入測(cè)試前先行經(jīng)過清潔(最大行程10mm)以去除試片表面氧化物或殘留焊劑。其他 名詞定義1. 松香脂(colophony)從松木提煉之天然樹脂，主要成分為松香粉、松香酸脂。1. 接觸角(contact angle)如圖6液/氣交界面之切平面與液/固交界面之切平面所夾之角度。本文指液態(tài)焊錫與固態(tài)金屬間之接觸角。1. 潤濕(wetting)焊錫在一表面附著鋪展之現(xiàn)象。接觸角小代

18、表潤濕佳。1. 不潤濕(non-wetting)焊錫不易在一表面附著鋪展稱之不潤濕。接觸角大於90者為不潤濕。1. 袪潤濕(dewetting)去除固體面上熔融之焊錫。袪潤濕有時(shí)會(huì)在固體面上遺留一焊錫薄膜。袪潤濕將增大接觸角。1. 可焊性(solderability)固體表面為熔融之焊錫潤濕之難易程度。1. 潤濕時(shí)間(soldering time)在特定環(huán)境下潤濕一指定區(qū)域之表面所需時(shí)間。1. 錫焊耐熱性(resistance to soldering heat)試件忍耐錫焊操作所產(chǎn)生熱應(yīng)力之能力。1. 加速老化老化1：有下列兩種方式。老化1a：1小時(shí)蒸氣老化。老化1b：4小時(shí)蒸氣老化。試件垂

19、懸於距離沸騰液面25mm至30mm處，且與水液容器壁距離不得少於10mm。容器為適當(dāng)大小之硼矽酸鹽玻璃或不鏽鋼製品。容器之蓋子其材質(zhì)應(yīng)與容器近似且製造成能蓋滿容器開口的八分之七。懸吊試件之裝置不得為金屬。沸騰液面應(yīng)維持定位故要有一緩慢加入熱水的裝置，若有需要也可使用逆流式凝結(jié)器。設(shè)置詳見圖7。老化2：參照IEC 68-2-3試驗(yàn)方法Ca：穩(wěn)態(tài)溼熱，執(zhí)行10日。老化3：參照IEC 68-2-2試驗(yàn)方法Ba：乾熱，執(zhí)行155、16小時(shí)。1. 焊錫規(guī)格化學(xué)組成：以重量百分比表示如下：錫 5961 銻 至多0.5 銅 至多0.1 砷 至多0.05 鐵 至多0.02 鉛 其餘1. 熔融溫度範(fàn)圍：60焊錫之熔融溫度範(fàn)圍如下：完全固態(tài)183。完全液態(tài)188。1. 焊劑規(guī)格請(qǐng)參考表1所示。1. 焊錫滴焊裝置規(guī)格本體材質(zhì)(圖4細(xì)部1)未經(jīng)熱處理最小拉力強(qiáng)度170N/mm，具下列組成之鋁條：鎂 1.72.8 銅 至多0.1 矽 至多0.6 鐵 至多0.5 錳 至多0.5 鉻 至多0.25 鋅 至多0.2 鈦或其他 至多0.15 晶粒細(xì)化元素