T-CSTM 00921-2023 微波組件用焊錫膏性能測試及應(yīng)用驗證方法

Performancetestandapplicationverificationmethodofsolder2023-02-28發(fā)布2023- 9 I請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國材料與試驗標準化委員會電子材料領(lǐng)域電子組裝材料標準化技術(shù)委員會微波組件用焊錫膏提供從試樣級到元件級的測試方法，推動焊錫膏在電子行業(yè)內(nèi)的測試應(yīng)用。1微波組件用焊錫膏性能測試及應(yīng)用驗證方法本文件適用于印刷焊錫膏，噴印焊錫膏和點涂焊錫膏可參考本文GB/T2423.5環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Ea和導(dǎo)則：GB/T2423.15電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Ga和導(dǎo)則：穩(wěn)態(tài)GB/T2423.56環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Fh：寬帶隨機振動2式與外電路相連，在系統(tǒng)中能獨立完成特定功能，工作頻率高于400MHz，出焊錫膏按合金成分可分為有鉛焊錫膏和無鉛焊錫膏兩類，焊錫膏中助焊劑的分類見GB/T35.1正常試驗大氣條件a）溫度：15℃~35℃;b）相對濕度：不高于75%；5.2仲裁試驗大氣條件如果測試參數(shù)依賴于溫度、濕度與氣壓，則試驗應(yīng)在下列仲裁試驗大氣條a）溫度：21℃~25℃;b）相對濕度：48%～52%；助焊劑部分與合金部分出現(xiàn)分層，且助焊劑中無摻雜合金b）取出助焊劑部分待用，注意取樣時不要沾到底部合金部分。按GB/T31475—2015中6.2規(guī)定的a）溶劑：能夠?qū)⒑稿a膏中助焊劑溶解的試劑；b）玻璃攪拌棒；e）掃描電子顯微鏡：分辨力1.5nm@15kV&5.0nm@1kV。a）將處于室溫狀態(tài)的焊錫膏充分攪拌均勻；超聲清洗，直至溶劑澄清且合金粉末之間無c）將清洗后的合金粉末在不影響合金粉末形貌下進行充分干燥；個計算出其質(zhì)量（質(zhì)量=密度×π/6×直徑3并按合金粉末尺寸計算總質(zhì)量及其質(zhì)量分數(shù)，4末末末末末末5末2末25按GB/T31475—2015中6.3規(guī)定的按GB/T31475—2015中6.4規(guī)定的按GB/T31475—2015中6.7規(guī)定的按GB/T31474—2015中6.9規(guī)定的a）分析天平：分辨率為0.001g；按GB/T31474—2015中6.8.1.1規(guī)定的方法c）根據(jù)供應(yīng)商提供回流曲線進行回流焊接；a）傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）：波數(shù)范圍為（4000-400）cm-1；分辨率在0.5cm-1以內(nèi)。a）按6.1提取焊錫膏中的助焊劑；b）將KBr粉末壓片，開機預(yù)熱，設(shè)置測試條件，c）將純KBr片放入測量室內(nèi)，進行空白背景掃描；a）按6.1提取焊錫膏中的助焊劑；b）開機預(yù)熱儀器，選擇顯微鏡測試方法，同時設(shè)置測試條件，波數(shù)范圍為4000cm-1～400cm-1，將紅外光斑聚焦在金屬片上進行空白背景掃描，掃描次數(shù)為32c）掃描完成后，將試樣涂抹在ATR（AttenuatedTotalReflect光斑移動至試樣上方并聚焦，進行相同條件掃描a）按6.1提取助焊劑，稱取約1g試樣作為待測試樣；b）按GB/T31474—2015中6.6規(guī)定的方法進行測定。按6.1提取助焊劑，按照GB/T37861中規(guī)定a）干燥柜：可提供溫度23℃±2℃和相對濕度50%±5%；b）光學(xué)顯微鏡：可提供放大10×~30×的倍數(shù)。將符合GB/T8145的特級松香固體溶解于無水乙醇或異丙醇中，使得松香的質(zhì)量分數(shù)為25%。7將純銅真空沉積在76mm×52mm×1mm的清潔透明光學(xué)玻璃表面形成銅鏡，銅膜厚度應(yīng)均勻，且控制銅膜的厚度約為50nm，同時銅鏡對波長為500nm入射光的透射率為5%～1a）將銅鏡測試板放置在平整的表面上，銅鏡面朝上，并隨時防止灰塵和污物；7.1.2配制的標準助焊劑滴約0.05mL在同一銅鏡表面（滴管不得接觸銅鏡，標準助焊劑與焊錫c）將制備好的銅鏡放入23℃±2℃、相對濕度為50%±5%的干燥柜內(nèi)放置24h；在20倍視野下觀察銅膜是否有腐蝕減薄和腐蝕穿透的情a）焊錫槽：可提供焊錫膏液相線以上50℃±5℃的溫度；b）潮熱試驗箱：可提供溫度40℃±2℃和相對濕度93%±2%；c）干燥箱：可提供溫度23℃±2℃和相對濕度50%±5%；a）25%（體積比）過硫酸氨溶液：將250g過硫酸氨溶于去離子水中，并小心緩慢加入5mL硫酸，冷卻后用去離子水稀釋至1000mL，用玻璃攪拌棒b）浸入65℃±2℃的5%硫酸液中1min，去除氧化膜；c）浸入23℃±2℃的25%過硫酸氨液中1min；e）浸入23℃±2℃的5%硫酸液中1min；）；h）如果不立即作試驗，應(yīng)將清潔的銅板儲放在密閉的干燥器中備用，但至多保存1h。b）將約0.3g的焊錫膏放入銅板的凹槽處；c）將裝有焊錫膏的銅板放在焊錫槽上進行加熱，直到銅板凹槽處的焊錫膏熔化，并保持5s±1s，d）用20倍的光學(xué)顯微鏡仔細觀察銅板，并記錄觀察情況，特別是變色等e）取1塊試樣留作對照試樣，放入帶硅膠的干燥器內(nèi)。將另外4塊試樣垂直放置在40℃±2℃和相對濕度93%±2%的環(huán)境試驗箱內(nèi)，每塊試樣間互不接觸。試驗時間為1微腐蝕；出現(xiàn)腐蝕凹坑則為嚴重腐蝕。評價示意圖a）恒溫恒濕箱：能保持溫度（85±2）℃,相對濕度（85±2）%；b）直流電源：能穩(wěn)定提供45V~50V直流電壓；c）高阻儀：在直流試驗電壓100V時，能測量電阻1012Ω;h）去離子水或蒸餾水：最小電阻率為2×106MΩ·cm；j）0.2mm厚的印刷鋼網(wǎng)；k）梳形電極板：導(dǎo)電帶寬為0.4mm，體間隙為0.5mm，基板尺寸為60mm×60mm，導(dǎo)電帶長為a）取6塊梳形電極板，依次用無水乙醇、去離子水和異丙醇清洗干凈、晾干，放入（60±3）℃干燥箱中干燥3h，用100V直流測試電壓測量梳形電極板的絕緣電阻值應(yīng)大于1.0×109Ω;b）用厚度為0.2mm的印刷鋼網(wǎng)將焊錫膏印刷在3塊梳形電極板上，輕輕蓋上玻璃片然后按供應(yīng)商提供的回流曲線進行回流焊接，確認試件有無連焊，如有連焊，需重新制備試件。剩余3塊作后緩慢地（至少15min）將相對濕度升至85%，b）對所有試件加50VDC偏壓。分a）測量每個試樣168h的絕緣電阻值；c）假如比較板168h后的絕緣電阻值小于1.0×109Ω,說明基板本身有異常，整個試驗重做。d）在阻值明顯下降的部位上，可能會有水滴、灰塵、橋連等異常，所以，試驗后取出試片，在9.2再流焊特性9.3坍塌9.3.1儀器設(shè)備和材料b）試樣載體：采用尺寸為76mm×25mm，厚度至少1mm的磨砂玻璃片作為標準試樣載體，也可e）體視顯微鏡：可提供放大10×~20×倍數(shù)。9.3.2.1制樣b）應(yīng)將一個試樣標記為1號和2號試樣和一個試樣標記為3號和4號試樣。9.3.2.2測試a）將1號試樣和2號試樣置于溫度為25℃±2℃和相對濕度為50%±10%的環(huán)境中15min~20在該溫度點停留時間保持15min~20min，然后取出試樣，冷卻至室溫后進行坍塌檢查。9.3.3結(jié)果與評價按GB/T31475—2015中6.6規(guī)定的按GB/T31475—2015中6.8規(guī)定的9491—2021中6.9.2規(guī)定的方法a）酸洗液：分析純鹽酸5g（35%），用去離子水稀釋至10b）可焊性測試儀：可通過電腦控制焊料槽升降速度，焊料槽可調(diào)節(jié)溫度，精確度為2℃;c）丙酮或異丙醇：分析純；將標準銅片用異丙醇進行脫脂清洗，室溫干燥后，放入酸洗液中浸泡5分鐘，從酸洗液中將銅片取b）取一定量焊錫膏于準備的銅鍋中央，如圖7所示d）啟動可焊性測試儀，設(shè)置銅鍋的上升速度為0.2mm/s~0.5按GB/T31474—2015中6.8.1規(guī)定焊錫膏可依據(jù)實際應(yīng)用工藝，制備出測試板?；騜）對樣品進行空洞率測試，并計算空洞率面積。表面離子殘留物按GB/T4677—2002中10：試驗22aa）紫外可見分光光度計：可提供波長為241nm；b）超聲振蕩器：頻率不小于40kHz；e）密度計0.6~1.2）g/mL，分度值0.001g/mL；ρt=ρt+ρt×α（20-t1）ρt——試樣t℃時密度計的讀數(shù)值，單位α——密度計的玻璃膨脹系數(shù)，一般為0.20——密度計的標準溫度，單位為℃;t——測定時的溫度，單位為℃。約50g的萃取溶液，記錄相應(yīng)的重量m2，擰好蓋子，手動搖勻后放置在超聲振蕩器中超聲30min，使助C0——儲備液質(zhì)量百分比濃度，單位為%；m1——稱取助焊劑的質(zhì)量，單位為g；m2——稱取萃取溶液的質(zhì)量，單位為g。01234000100.................................................C1——標準曲線系列的實際濃度，單位為%；m3——稱取儲備液的質(zhì)量，單位為g；m4——稱取萃取溶液的質(zhì)量，單位為g。量吸光度，以0號管校正后各管的吸光度為縱坐標，以標準曲線系列的實際濃度百分比為橫坐標，用最b）樣品結(jié)果在萃取10min后，將測試板從袋子中取出，用干凈的萃取液沖洗10cm的比色皿兩次，擦干外表面。此時，應(yīng)根據(jù)實際情況，對樣品萃取液進行稀a）測試板表面積=長×寬×2；b）測試板組件表面積=（長×寬×2）+（1×最多50%的測試板面積）。備注：其中測試板組件表面積比例系數(shù)視器件尺寸和數(shù)量而定。a）樣品百分濃度按公式（4）計算A——樣品的吸光度，單位為Abs；A0——0號管空白的吸光度，單位為Abs；b）樣品百分濃度按公式（5）轉(zhuǎn)換為ppm。c）助焊劑殘留量按公式（6）計算。..................................................b）研磨機；c）金相顯微鏡：可提供放大100×~500×倍數(shù)；a）經(jīng)供需雙方商定，使用切割機對微波組件上的器件按要求進行切割，并進行固封；b）連接器；待測焊料。測試板如圖8所示，建議L線長2in），b）采用供應(yīng)商推薦的回流焊曲線將焊錫a）開啟網(wǎng)絡(luò)分析儀預(yù)熱30min，使其達到穩(wěn)定；c）使用連接器連接測試板（THRU測試板、DUT測試板）；2）連接網(wǎng)絡(luò)分析儀與DUT測試板，并使用制造供應(yīng)商提供的的力矩扳手旋緊。e）依據(jù)設(shè)備制造商提供的軟件算法進行AFR去嵌處理（Aut注：若需要考察去除助焊劑材料的影響需要在測試前對試樣進行清洗，并進行烘烤（105℃,2h）。量以及對信號傳輸損耗的影響進行測試。試驗條件1存a試驗溫度不高于組件最低工作溫度要求。2存b試驗溫度不低于組件最高工作溫度要求3