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常钲缄斋
5 years ago
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1 ICS K 04 SJ 中华人民共和国电子行业标准无铅元器件焊接工艺适应性规范 SJ/T XXXXX XXXX Applicability specification of soldering process for lead free component XXXX - XX - XX 发布 ( 报批稿 ) 年月 XXXX - XX - XX 实施中华人民共和国工业和信息化部发布

2 目引言... Ⅱ 1 范围规范性引用文件术语和定义技术要求标识要求可焊性要求耐焊接热要求金属化层耐溶蚀性要求锡晶须生长要求塑封器件潮湿敏感度等级试验方法可焊性试验方法耐焊接热试验方法金属化层耐溶蚀性试验方法锡晶须试验塑封器件潮湿敏感度等级参考文献次 I

3 引本标准按照 GB/T 给出的规则起草本标准由中国电子技术标准化研究院归口本标准起草单位 : 工业和信息化部电子第五研究所中兴通讯股份有限公司深圳市维特偶新材料股份有限公司飞思卡尔半导体有限公司本标准主要起草人 : 邹雅冰贺光辉唐欣罗道军贾变芬王志杰言 II

4 1 范围无铅元器件焊接工艺适应性规范本标准规定了无铅元器件可焊性耐焊接热金属化层耐溶蚀性的性能要求, 锡晶须生长的要求, 潮湿敏感度等级的要求本标准适应于无铅元器件包括表面贴装元器件通孔插装元器件的焊接工艺适应性要求及评价 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本文件凡是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/T 电工电子产品环境试验 -- 第 2 部分 : 试验方法试验 T: 焊锡 SJ/T 焊锡膏通用规范 SJ/T 表面组装元器件可焊性金属化层耐溶蚀性和耐焊接热的试验方法 SJ/T 无铅焊接用助焊剂 SJ/T 无铅焊料化学成分与形态 3 术语和定义 3.1 下列术语和定义适用于本文件无铅 lead-free 3.2 均匀材质中的铅质量分数小于或等于 0.1% 无铅元器件 lead-free component 构成本体及镀层的各均匀材质中的铅质量分数小于或等于 0.1% 的元器件 3.3 无铅焊料 lead-free solder 合金材料中铅质量百数小于或等于 0.1% 的软钎焊料 3.4 可焊性 solderability 1

5 元器件可焊端或引脚在最低可焊温度下被焊料润湿的能力 [SJ/T 11200, 定义 3.1] 耐焊接热 resistance to soldering heat 元器件可焊端或引脚在适用的焊接温度区间内耐受最高焊接温度的能力 [SJ/T 11200, 定义 3.2] 金属化层耐溶蚀性 resistance to dissolution of metallization 浸入熔融焊料后, 金属镀层耐受从金属基材 / 基板材料流失或被去除的能力锡晶须 tin whisker 锡或锡合金表面产生的一种柱状针状等形貌的单晶体金属再流焊 reflow soldering 熔融预先施加的焊料或锡膏, 实现组装互联的焊接工艺潮湿敏感度等级 moisture sensitivity level 器件在再流焊接时由于吸湿而损坏的敏感性级别 4 技术要求 4.1 标识要求无铅元器件标识通常情况下, 无铅元器件可按图 1 的示例在包装上以模塑喷涂粘贴印刷的方法标注无铅说明标识当元器件表面平整材质和面积尺寸适于标注标识, 且标识不影响元器件装配测试和功能时, 单个元器件也可进行标注无铅元器件标识应清晰可辨易见不易褪色并不易去除图 1 无铅标识符号无铅元器件可焊性镀层标识 2

6 当元器件表面平整材质和面积尺寸适于标注, 且标注后不影响元器件装配测试和功能时, 可在元器件上标注可焊性镀层类型无铅元器件可焊性镀层标识应清晰可辨易见不易褪色并不易去除可焊性镀层类型标识如图 2 符号所示, 外形可用圆形或椭圆形表示, 其中, 分类号及相应含义如下 : e1 锡银铜系列 (SnAgCu),Ag 质量分数 >1.5%; e2 除锡银铜以外 (SnCu,SnAg 等 ) 其他不含铋或锌的锡合金 ; e3 纯锡系列 (Sn); e4 贵重金属及其合金 ( 如 :Ag,Au,NiPd,NiPdAu); e5 锡锌及锡锌系列 (SnZnX, 所有其他包含 Sn 与 Zn, 而不含 Bi 的合金 ); e6 含 Bi; e7 含 In 但不含 Bi 的低温焊料 ( 150 ); e8- 锡银铜系列 (SnAgCu),Ag 质量分数 1.5%, 添加或不添加其它元素该系列不包含 e1 和 e2 中的合金, 也不包含含有 Bi 或 Zn 的合金无铅元器件安全温度 a) b) 图 2 端子可焊性镀层类型标识符号示例无铅元器件外包装标识上宜标注元器件所能承受的最高安全温度, 标注示例如图 3 所示 4.2 可焊性要求概述图 3 最高安全温度的标注示例无铅元器件按照 5.1 试验后, 应满足和的要求焊料槽浸焊与再流焊带金属化焊盘的端子 ( 矩形或圆形 ) 浸入或再流表面应被焊料覆盖, 至少有 95% 的面积润湿良好, 允许少量分散的针孔不润湿或退润湿等缺陷存在, 但这些缺陷不允许集中在一个区域 ( 见图 4) 对于被焊料合金包裹的端子, 焊料层应平滑光亮 1. 可焊端镀层类型 : e2 2. 最高安全温度 : 260 3

7 金属引脚端子图 4 5% 缺陷面积评估示例不论试样是在接收态条件下还是在加速老化之后进行试验, 下列判据都适用 a) 连结区域 ( 图 5a- 图 5e 中区域 a ) 1) 引脚端子下端及较低弯曲部位的凸边 2) 引脚端子底面该部分区域对于焊接质量的要求最高浸焊或再流焊表面应被焊料覆盖, 至少有 95% 的面积润湿良好, 允许少量分散的针孔不润湿或退润湿等缺陷存在, 但这些缺陷不允许集中在一个区域对于被焊料合金包裹的引脚端子, 焊料层应平滑光亮 b) 引脚端子上侧部 ( 图 5a- 图 5c 图 5e 中区域 b ): 浸焊试验后, 浸入表面应可见明显润湿, 即有新鲜焊料存在此处不要求焊料层覆盖均匀 c) 引脚端子末端的无包覆切边以及端子较低弯曲位置以上 ( 图 5a- 图 5d 中区域 c ): 该部分区域不要求被润湿 a) 鸥翼形引脚端子 4

8 b) J 形引脚端子 c) L 形引脚端子 d) 插针 5

9 4.2.3 润湿称量 ( 小球法 ) e) 片式元件图 5 金属引脚端子示意图无铅元器件按照试验后, 应满足下述要求 a) 零交时间 (t0) 应不超过 2s b) 稳定度 :Fend/Fmax 大于耐焊接热要求无铅元器件按照 5.2 试验方法进行耐焊接热试验后进行电气检查和目检, 应无明显损伤和功能失效 4.4 金属化层耐溶蚀性要求无铅元器件按照 5.3 进行金属化层耐溶蚀性试验后, 应满足下述要求 : a) 金属在浸入过程中溶解的单个区域面积应不超过电极总面积的 5%, 溶解的总面积应不超过电极总面积的 10%; b) 试样电极内部功能连接部分不应暴露 ; 当电极金属化层跨越边棱延伸到邻近面时, 棱上的金属化层损失应不超过总长度的 10% 4.5 锡晶须生长要求产品级别根据产品的使用寿命和可靠性要求的不同, 可以分为四个级别 : 3 级 : 关键寿命设备, 如军用设备航空设备医用设备等此类产品一般不允许使用纯锡及高含量锡合金作为镀层 2 级 : 商业关键设备, 如通讯类高端服务器汽车产品 1 级 : 工业 / 消费类产品中等寿命的产品 ; 锡晶须不是中断工作的主要原因 1A 级 : 消费类产品短寿命的产品 ; 对锡晶须关注度最小锡晶须生长要求无铅元器件按照 5.4 中表 12 和表 13 进行试验后, 锡晶须生长的可接受条件见表 2 和表 3 若工艺过程改变, 需按表 2 进行测试 ; 若制造工艺改变, 需按表 3 进行测试 ; 工艺和制程改变的可接受性参数见表 1 6

10 表 1 表面镀层工艺和制程改变的可接受性参数参数工艺参数制程参数基材基材组分类型, 例如蚀刻或冲压表面镀层组分表面镀层化学性质或制程表面镀层金属组分表面镀层厚度中间层组分中间层厚度表面镀层镀覆过程表面镀层镀覆过程化学性中间层镀覆过程中间层镀覆过程化学性浸渍过程浸渍过程化学性烘干过程参数镀液供应商主要的镀覆过程控制参数次要的镀覆工程控制参数 - 浸渍过程控制参数装配过程和元器件类型 - 引脚成形过程制造厂或镀覆过程新厂启动新的镀覆设备表 2 工艺可接受性及允许的最大锡晶须长度元器件类型 3 级产品 2 级产品 1 级产品 1A 级产品两只引脚的 SMD 元器件多引脚元器件高频元器件最小引脚间距 :> 320μm 的元器件不允许锡须生长常温常湿高温高湿贮存 : 40μ m; 温度循环 : 45μm 温度循环高温高湿 : 50μm; 常温常湿 : 20μm 75μm 表 3 制造工艺改变可接受性及允许的最大锡晶须长度元器件类型应力类型允许的最大锡晶须长度最小引脚间距 : 320 温度循环 67μm 67μm 50μm 100μm 3 级产品 2 级产品 1 级产品 1A 级产品不允许锡须 45μm 50μm 50μm μm 的元器件常温常湿生长 20μm 20μm 20μm 高温高湿 20μm 20μm 50μm 最小引脚间距 :>320 μm 的元器件温度循环不允许锡须 45μm 50μm 50μm 常温常湿生长 20μm 40μm 75μm 高温高湿 20μm 40μm 75μm 7

11 4.6 塑封器件潮湿敏感度等级潮湿敏感度等级要求塑封器件存在不同的潮湿敏感等级 ( 见表 15), 不同潮湿敏感等级的塑封器件按照 5.5 试验方法进行试验后, 不应出现裂缝大于 10% 的分层及电气功能失效如果接受测试的封装样本中有一个或多个器件失效, 那么可以认为该封装不能通过相应的湿气敏感度等级测试如果存在如下的失效类型, 则可以认为该器件失效 : a) 使用 40 的光学显微镜检查发现外部裂纹 ; b) 电气测试失效 ; c) 封装体内键合线或焊接键合的交界处有裂纹 ; d) 封装体内部裂纹由任一个引脚延伸到其他内部结构 ( 引脚芯片芯片黏着脚座 ); e) 封装体内部裂纹延伸到该封装外部且超过 2/3 的封装尺寸 ; f) 由翘曲膨胀或裸眼不可见的凸起引起的封装体平坦度的改变如果在室温下对器件进行测量, 管脚共面性和封装体离地间隙仍满足要求, 则对该器件的测试仍可视为通过注 1: 如果声学扫描显微镜显示封装体内存在内部裂纹, 则该器件应视为失效, 或通过在指定区域进行横截抛光以验证该器件是否为良品注 2: 对于已知的易发生纵向裂缝的封装体, 建议用横截面抛光确认在塑封胶或密封材料内不存在纵向裂纹注 3: 对于未通过当前级别的潮湿敏感等级测试的表面贴装器件, 应使用一组新样品且在高一个等级的潮湿敏感等级下进行评估注 4: 如果器件通过的要求, 且声学扫描或其他方法并未发现分层或裂纹, 则该器件应被视为通过了该潮湿敏感等级的测试需要进一步评估的准则分层不一定引发失效为了评估分层对器件可靠性的影响时, 半导体器件制造商可按中对于分层的要求, 亦可依据相关标准或元器件性能规格书等相关文件对其进行可靠性评估可靠性评估的内容应包括应力测试历史通用数据分析等如果表面贴装器件在可靠性测试后通过电气测试, 虽然芯片的背面散热片芯片的背面 ( 引线在芯片上 ) 出现分层, 但如果没有结构断裂或其他界面的分层的迹象, 且仍然满足指定的封装几何尺寸要求, 则这类表面贴装器件应被视为通过该潮湿敏感等级测试分层下述分层的变化是通过对封装体在湿热浸润前和再流焊之后封装体的分层的测量和比较获得的即封装体在吸湿前和再流后的分层的变化被定义为封装体分层的变化分层或分层变化的百分比 (%) 通过分层面积对总的被评估面积的比值计算而得 a) 基于金属引线框架的封装 1) 在芯片的上表面 ( 包含有源线路的一面 ) 没有分层 ; 2) 在任何键合区的表面或芯片器件的引线框上没有分层 ; 3) 任何桥接相互隔离的金属结构的高分子聚合膜的分层变化不大于 10%( 可通过穿透式声学扫描显微镜来确认 ); 8

12 4) 在热增强型或要求通过芯片背面导电的封装体的粘片材料层的分层或断裂不大于粘片材料层面积的 10%; 5) 任何具有独立表面的结构没有在其整个的几何体长度上出现分层具有独立表面的结构包括 : 封装体的内引脚, 上片板的连筋, 散热器的对准结构及散热块等 b) 基于基板的封装 ( 如 BGA LGA 等 ) 1) 芯片的上表面 ( 包含有源线路的一面 ) 没有分层 ; 2) 在层压板的任何键合区域的表面上没有分层 ; 3) 对于多模腔注入式封装体或是单模腔上注入式封装体, 沿高分子聚合物的注胶口或是塑封胶 / 基板的分层的变化不大于 10%; 4) 阻焊膜与层压板树脂界面的分层变化不大于 10%; 5) 层压板内部的分层的变化不大于 10%; 6) 在整个芯片黏合区域内, 没有大于 10% 的分层 / 裂缝 ; 7) 在底层填充树脂与芯片之间, 或在底层填充树脂与基座 / 阻焊之间没有分层 / 裂纹 ; 8) 在整体长度上没有发生表面损坏特征的分层注 1: 对于基于基板的封装而言,C- 模式的声学扫描影像并不容易解读建议使用穿透式声学扫描模式获得扫描影像, 因为它更容易解读, 也更加可靠如果有必要确认扫描结果或判定封装内的裂纹 / 分层发生在哪个层面, 应使用横截面分析注 2: 对于基于基板的封装 (BGA, LGA 等 ), 在板级组装过程中由于湿气引起的封装体的翘曲可能会导致焊点桥连或者开路取决于器件的具体设计上的差异, 封装体在线路板焊接前吸入的湿气可能会增大或是减小总的封装体的翘曲总的封装体翘曲可以是湿气含量的函数, 它也受测量封装体在高温下翘曲效应的温升速率和停留时间的影响在对一个新的封装体进行研发的时候, 应对获得的封装体的翘曲测量结果进行特性化分析对具有翘曲的封装体的贴片能力可以通过线路板的组装试验来验证 5 试验方法 5.1 可焊性试验方法设备焊料槽焊料在焊料槽内的深度应不低于 40mm, 体积不小于 300ml 符合 GB/T 要求, 焊料槽材料应能够耐受液态有铅及无铅焊料合金再流焊接设备任何能够满足试验条件的再流焊接设备均可采用, 包括 : a) 气体对流 ; b) 红外线 ; c) 汽相 ; d) 热板 : 浮于熔融焊料的金属板 ( 承载架 ) 或电热板夹具被测试样应选用合适的金属夹具夹持进行助焊剂及焊料浸润夹具的任何部分不应接触焊料及试样 9

13 被测区域材料软钎焊料应使用符合 SJ/T 要求的软钎焊料当供需双方达成一致时, 也可采用其他类型的软钎焊料所选用的焊料合金种类应在试验报告中注明助焊剂应使用符合 SJ/T 要求的松香型助焊剂助焊剂活性应符合 L0 或 L1 等级当供需双方达成一致时, 也可使用其他类型的助焊剂所选用的助焊剂种类应在试验报告中注明焊锡膏应使用符合 SJ/T 要求的焊锡膏当供需双方达成一致时, 也可采用其他类型的焊锡膏所选用的焊锡膏种类应在试验报告中注明试验条件预处理试验试样的预处理要求如下 : a) 除非有其他相关规定, 试验试样应在接收状态下试验应注意试样不应因触及手指或其他物品而被污染 b) 加速老化用于模拟样品的贮存过程, 当供需双方达成一致时, 可选用表 4 中的一种条件进行表 4 加速老化条件老化条件老化类型暴露时间应用条件 A 蒸汽老化 1h±5min 非锡或非锡合金引脚镀层, 模拟在长期 B 4h±10min 贮存后用于焊接, 推荐选用老化条件 A C 8h±15min 锡或锡合金引脚镀层, 模拟在长期贮存 D 16h±30min 后用于焊接, 推荐选用老化条件 C E h±30min 适用于所有引脚镀层, 与蒸汽老化条件二选一蒸汽老化装置的示例见图 6 也可使用等效设备进行老化 10

14 试验参数焊料槽浸焊图 6 蒸汽老化装置示例被测试样的所需测试位置应完全浸入助焊剂并慢慢移出多余的助焊剂应用吸水纸去除浸入及提出焊料槽的速度宜控制在 20mm/s~25mm/s 之间在浸入前, 应及时去除熔融焊料表面的氧化层浸润时间和温度应从表 5 中选择被测区域应垂直浸入焊料液面以下至少 2mm, 但不应使熔融焊料接触到元器件本体当供需双方达成一致时, 也可以选用其他试验参数所选用的试验参数应在试验报告中注明合金组分表 5 焊料槽浸焊法温度和时间设置焊料槽温度 T/ 试验参数设置浸渍时间 t/s Sn96.5Ag3.0Cu ±5 5+0/-0.5 Sn63Pb37 或者 Sn60Pb40 235±5 5±0.5 Sn99.3Cu ±5 3±0.3 11

15 润湿称量 ( 小球法 ) 被测试样的所需测试位置应完全浸入助焊剂并慢慢移出多余的助焊剂应用吸水纸去除浸入和提出焊料小球的速度宜控制在 1mm/s~5mm/s 之间, 具体程序及时间的选择见表 6 在浸入前, 应及时去除熔融的焊料小球表面的氧化层当供需双方达成一致时, 也可选用其他试验参数所选用的试验参数应在试验报告中注明再流焊程序浸渍助焊剂表 6 小球法试验程序停留时间 t/s 5~10 在设备上悬挂样品 - 预热供需双方达成一致去除焊锡表面氧化层 - 开始试验 1~5 浸渍焊料 5 再流焊方法仅适用于无铅表面贴装元器件测试可焊性焊锡膏应通过丝网或模版印刷涂敷或转移到试验基板上焊锡膏印刷厚度宜在 100μm~250μm 范围内锡膏厚度印刷区域 ( 尺寸 ) 以及焊膏用量应在试验报告中注明当焊锡膏以涂敷或转移方式使用时, 其用量应调整为可实现的合适用量除非供需双方另有规定, 焊接温度应在被测试样的端子处进行测量若被测试样为半导体器件, 温度应在器件顶部的表面进行测量除非供需双方另有规定, 建议按照表 7 要求设置再流温度曲线再流温度曲线的参数设置应在试验报告中注明表 7 可焊性再流温度曲线参数设置测试类型有铅焊接 ( 后向兼容 ) 无铅焊接封装类型 SMD SMD 助焊剂类型 ROL0 ROL1 焊料类型 Sn63Pb37 或者 Sn60Pb40 Sn96.5Ag3.0Cu0.5 预热温度 150 ~ ~180 再流炉热风 / 红外再流炉热风 / 红外再流炉预热时间 50s~70s 50s~70s 再流温度 215 * 230 ~245 * 再流时间 50s~70s 50s~70s 备注 * : 由元器件供应商限定再流的最高温度, 使用方限定最低温度 12

16 5.1.4 外观检查试验后, 应在合适光源下采用 10 ~30 放大倍率范围的双目显微镜进行目检 ; 通过元器件端子照片来帮助评定被检查区域应在试验报告中加以说明 5.2 耐焊接热试验方法设备所用设备应符合要求材料软钎焊料明在要求的试验温度下完全熔融的任何焊料合金均可以使用所用的焊料合金类型应在试验报告中注助焊剂所用助焊剂应符合要求焊锡膏所用焊锡膏应符合要求试验方法焊料槽浸焊除非供需双方另有规定, 应按照表 8 要求设置试验参数试验参数设置应在试验报告中注明浸焊有如下两种标准状态, 除非测试规范明确说明或供需双方达成一致, 应采用状态 A 进行试验状态 A: 对于多数试样, 被测区域应垂直浸入焊料液面以下至少 2mm 进行测试, 但不应使熔融焊料接触到元器件本体试验示例见图 7 状态 B: 对于特定试样而言, 试样需漂浮在熔融焊料上进行测试合金组分表 8 焊料槽法试验的时间和温度参数设置焊料槽温度 T/ 试验参数设置浸渍时间 t/s Sn96.5Ag3.0Cu ±5 10±1 Sn99.3Cu ±5 10±1 Sn63Pb37 或者 Sn60Pb40 245±5 10±1 13

17 图 7 焊料槽法测耐焊接热示例再流焊除非供需双方另有规定, 应按照表 9 和表 10 要求设置再流温度曲线, 再流曲线示意图见图 8 再流温度曲线的参数设置应在试验报告中注明试验的循环数最少应为 1 次, 最多为 3 次两次连续的循环之间需要有一个恢复期, 确保试样的温度降低至 50 以下如果需要一次以上的循环, 需要重新预热后进行试验循环次数应在试验报告中注明测温用的热电偶应优先放置在所关注区域的元器件底部, 如底部不能满足放置条件, 则应放置在元器件顶部表 9 耐焊接热再流焊温度曲线参数设置 ( 无铅焊料 ) 再流方法再流曲线 T1/ T2/ t1/s T3/ t2/s T4/ t3/s 1 图 8a 150±5 180±5 120± ~ ~40 2 图 8b 150±5 180±5 120± 备注推荐选用再流方法 1, 当供需双方达成一致时, 也可以选用再流方法 2 表 10 耐焊接热再流焊温度曲线参数设置 ( 有铅焊料 ) 再流方法 T1/ T2/ t1/s T3/ t2/s T4/ t3/s 1 150±10 150± ±3 40± ±10 150± ±5 10± ±10 150± ±5 30±1 14

18 其中 : 图 8a T1 最低预热温度 ; T2 最高预热温度 ; T3 焊接温度 ; T4 峰值温度 ; t1 预热时间 ; t2 焊接时间 ; t3 峰值温度焊接时间 5.3 金属化层耐溶蚀性试验方法设备所用设备应符合要求材料软钎焊料所用焊料应符合要求助焊剂图 8 再流焊接曲线示意图 (SJ/T 11200) 所用助焊剂应符合要求试验参数设置除非供需双方另有规定, 试验参数应设置为 :(260±5), 停留时间为 (30±5)s 试验参数设置应在试验报告中注明 5.4 锡晶须试验设备温度循环试验箱所用设备应能提供从 [-55(+0/-10)] 到 [+85(+10/-0)] 或从 [-40(+0/-10)] 到 [+85 (+10/-0)] 的温度循环能力图 8b 恒温恒湿箱 15

19 所用设备应能提供 (55±3) /(85±3)%RH 和 (30±2) /(60±3)%RH 的湿热能力光学显微镜所用设备应能提供 50 ~300 的放大倍率扫描电镜 (SEM) 所用设备应能提供最小 250 的放大倍率, 宜采用配备能谱用以鉴别锡晶须成分的扫描电镜再流焊接设备所用设备应能按照表 14 要求进行再流预处理试验方法锡晶须评价快速筛选观察可选用光学显微镜 ( 放大倍率至少大于 50 ), 详细检查及锡晶须确认应使用扫描电子显微镜应按照图 9 所示方法测量锡晶须的长度试验预处理条件见表 11, 试验条件见表 12 和 13, 再流曲线参数设置见表 14 表 11 锡晶须评价预处理条件基材合金缓解工艺试验条件预处理铜合金无常温常湿贮存以下两种预处理条件都要执行 : Ni 阻挡层 (Ni 层厚度 >1.25μm) 高温高湿贮存温度循环常温常湿贮存高温高湿贮存无预处理及室温贮存 4 周 + 再流焊处理温度循环无预处理无预处理或室温贮存 4 周 + 再流焊处理无预处理或室温贮存 4 周 + 再流焊处理其他基底镀层或烘烤工艺常温常湿贮存无预处理高温高湿贮存温度循环再流焊处理再流焊处理 FeNi42 无常温常湿贮存以下两种预处理条件都要执行 : 高温高湿贮存温度循环无预处理及室温贮存 4 周 + 再流焊处理 16

20 表 12 工艺可接受性测试应力类型试验条件预处理观察间隔总的持续时间温度循环 (-55+0/-10) -(85+10/-0), 空气对空气, 停留 10min,~ 3 cycle /h 500cycle 1500 (-40+0/-10) -(85+10/-0), 空气对空气, 停留 10min,~ 3 cycle 见表 11 1 级 &2 级 1A 级 cycle 1000 cycle /h 常温常湿贮存 (30±2),(60±3)%RH 1000h 4000h 1000h 高温高湿 (55±3),(85±3)%RH 1000h 4000h 1000h 表 13 制造工艺改变可接受性测试应力类型测试条件预处理总的持续时间 1 级 &2 级 1A 级温度循环 (-55+0/-10) -(85+10/-0), 空气对空气, 停留 10min,~3 cycle/h (-40+0/-10) -(85+10/-0), 空气对空气, 停留 10min,~3 cycle /h 见表 cycle 500 cycle 常温常湿贮存 (30±2),(60±3)%RH 1500h 1000h 高温高湿 (55±3),(85±3)%RH 1500h 1000h 表 14 再流焊温度参数曲线类型有铅再流曲线无铅再流曲线平均升温速度 Max.3 /s Max.3 /s 预热最低温度最高温度时间 60s~120s 60s~120s 熔点以上温度时间 60s~120s 60s~120s 焊接温度 200 ~ ~260 平均降温速度 Max.6 /s Max.6 /s 全程时间 Max.6min Max.8min 17

21 5.5 塑封器件潮湿敏感度等级设备恒温恒湿箱图 9 锡晶须长度测量方法所用设备应能提供 (85±2),(85±3)%RH;(85±2),(60±3)%RH 和 (60±2),(60 ±3)%RH 的湿热环境能力再流焊接设备所用设备应能按照表 18 要求进行再流预处理优先采用满足本标准要求的再流焊温度的全对流再流焊接设备若采用红外线 / 对流再流焊接设备, 需要使用红外线将空气予以加热, 而加热空气不能直接吹袭被测试的器件注 : 潮湿敏感等级的测试结果是依据封装体温度而定的 ( 而不是基座或端子的温度 ) 烘箱所用设备应能提供 (125+5/-0) 的烘烤能力光学显微镜所用设备应能提供以下要求的放大倍率 : a) 外观检查 : 放大倍率不低于 40 ; b) 截面检查 : 放大倍率不低于 100 ; 声学显微镜 (C-SAM) 所用设备应选取具有 C- 模式及穿透式能力, 且至少能够测量被评估区域 5% 分层的扫描式声学显微镜塑封器件潮湿敏感等级评价方法塑封器件按照不同的潮湿敏感度等级有不同的湿热浸润处理要求, 见表 15 18

22 表 15 按潮湿敏感度等级规定的湿热浸润要求级别车间寿命浸润要求时间状态标准加速当量时间 (h) 状态时间 (h) 状态 1 不限 30 /85%RH 168+5/-0 85 /85%RH a 30 /60%RH 168+5/-0 85 /85%RH - - 2a 28d 30 /60%RH 696+5/-0 30 /60%RH 120+1/-0 60 /60%RH 3 168h 30 /60%RH 192+5/-0 30 /60%RH 40+1/-0 60 /60%RH 4 72h 30 /60%RH 96+5/-0 30 /60%RH /-0 60 /60%RH 5 48h 30 /60%RH 72+5/-0 30 /60%RH /-0 60 /60%RH 5a 24h 30 /60%RH 48+5/-0 30 /60%RH /-0 60 /60%RH 6 标签时间 (TOL) 30 /60%RH TOL 30 /60%RH - - 再流焊温度参数的选择和设置见表和 18 湿热浸润并再流焊接 3 次后进行潮敏等级评价表 16 有铅再流焊温度选择封装厚度体积 (<350 mm 3 ) 体积 ( 350 mm 3 ) <2.5mm mm 表 17 无铅再流焊温度选择封装厚度体积 (<350 mm 3 ) 体积 (350 mm 3 ~2000 mm 3 ) 体积 (>2000 mm 3 ) <1.6mm mm~2.5mm >2.5mm 表 18 再流焊参数设置曲线类型有铅曲线无铅曲线预热最低温度最高温度时间 60s~120s 60s~180s 平均升温速度 Max.3 /s Max.3 /s 熔点以上温度时间 60s~150s 60s~150s 峰值温度对用户来说, 不要超过表 16 的温度分对用户来说, 不要超过表 17 的温度分类类对供应商来说, 必须要等于或大于表 16 的温度分类对供应商来说, 必须要等于或大于表 17 的温度分类焊接时间 20s 30s 平均降温速度 Max.6 /s Max.6 /s 19

23 外部目视检查使用光学显微镜 ( 放大倍率不低于 40 ) 检查器件有无外部裂缝电气测试对所有的器件进行适当的电气测试, 例如关键电参数等声学扫描检查对所有的器件进行声学扫描检查, 探测器件内部是否存在分层裂纹等 20

24 参考文献 [1] IPC/JEDEC J-STD Marking and Labeling of Components, PCBs and PCBAs to Identify Lead (Pb), Pb-Free and Other Attributes [2] JEDEC JESD22-B108B Coplanarity Tests for Surface-Mount Semiconductor Devices [3] JEDEC JESD22B112 High Temperature Package Warpage Measurement Methodology [4] JEDEC JESD 201A Environmental Acceptance Requirements for Tin Whisker Susceptibility of Tin and Tin Alloy Surface Finishes [5] JEDEC JESD22-A121A Test Method for Measuring Whisker Growth on Tin and Tin Alloy Surface Finishes [6] IPC/JEDEC J-STD-020D Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Solid State Surface Mount Devices [7] IPC/JEDEC J-STD-033 Handling, Packing, Shipping and Use of Moisure/Reflow Sensitive Surface Mount Devices 21

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<4D F736F F D20B5FEB2E3C6ACCABDCDA8D3C3B4C5D6E94D474742CFB5C1D02E646F63> FEATURES 特点 Multilayer monolithic construction yields high reliability 独石结构高可靠性 Excellent solderability and heat resistance for either flow or reflow soldering 良好的可焊性和耐焊性 Substantial EMI suppression over