本文是学习GB-T 9491-2021 锡焊用助焊剂. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了锡焊用助焊剂的分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标识、包装、运输、储存。
本标准适用于电子产品锡焊用助焊剂。
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GB/T 2040—2017 铜及铜合金板材
GB/T 2828.1—2012 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)
检索的逐批检验抽样
计划
GB/T 2829—2002 周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)
GB/T 3131—2020 锡铅钎料
GB/T 4677—2002 印制板测试方法
GB/T 8145—2003 脂松香
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
扩展率 spread rate
焊料在助焊剂作用下的润湿扩展特性。
3.2
电化学迁移 electrochemical migration;ECM
助焊剂焊后板面残留离子在电场作用下定向移动的现象。
锡焊用助焊剂按形态分为:液体(L)、 固体(S) 和膏状(P)。
锡焊用助焊剂活性分类见表1。
GB/T 9491—2021
表 1 锡焊用助焊剂活性分类
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锡焊用助焊剂鉴别分类见表2。
表 2 锡焊用助焊剂鉴别分类
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GB/T 9491—2021
表 2 锡焊用助焊剂鉴别分类(续 )
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按6.2.1试验时,应无异物,均匀一致。
按6.2.2试验时,助焊剂不应散发有毒、有害或有强刺激性气味,不应有较浓的烟雾。
按6.3试验时,助焊剂不应有异物、分层或沉淀现象。
按6.4试验时,液体助焊剂的密度应符合在25℃时产品标称的密度范围。
按6.5试验时,膏状助焊剂的黏度应符合产品标称的黏度范围。
按6.6试验时,液体助焊剂的水萃取液电阻率p 应满足:
a) L 型和 M 型:p≥1×10⁴ Ω ·cm;
b) H 型 :p≥1×10³Ω ·cm。
按6.7试验时,助焊剂中不挥发物含量应在产品标称的数值范围内。
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按6.8试验时,助焊剂的酸值应符合产品标称的数值要求。
按6.9.1试验时,助焊剂的扩展率应符合表3的规定。
表3 助焊剂扩展率等级
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按6.9.2试验时,助焊剂润湿时间无铅焊料应小于2.0 s,有铅焊料应小于0.3 s。
按6.10试验时,助焊剂的卤素含量应符合表1的要求。
按6.11试验时,助焊剂残留无黏性,表面上的白垩粉应容易被除去。
按6.12试验时,铜镜腐蚀应符合表1的要求。
按6.13试验时,表面绝缘电阻应不小于1×10°Ω。
按6.14试验时,试样的最终表面绝缘电阻应满足:
a) 不小于表面绝缘电阻初始值的十分之一;
b)
没有明显的电迁移,导电体间距减少不超过20%,导线可有轻微变色,没有明显的腐蚀。
按6.15试验时,铜板腐蚀试验应符合表1的要求。
5.15 印制电路板(PCB) 离子残留(可选)
按6.16试验时,液体助焊剂 PCB 板上的离子残留应符合表4中的规定。
GB/T 9491—2021
表4 PCB 板离子残留(兆欧仪测量法)
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按6.17试验时,焊锡丝助焊剂飞溅应在用户要求的范围内。
正常试验大气条件为:
a) 温度:15℃~35℃;
b) 相对湿度:45%~75%;
c) 气压:86 kPa~106 kPa。
仲裁试验大气条件为:
a) 温度:25℃±1℃;
b) 相对湿度:48%~52%;
c) 气压:86 kPa~106 kPa。
用目测方法进行检验。
气味和烟雾的毒性和刺激性应根据产品构成组分来判定。检验刺激性气味和烟雾的方法应在下列
两种情况下进行:
a) 常态下,将样品移至离面部至少15 cm
处,用手向面部扇动容器口的气体,感觉是否有强烈刺 激性气味;
b) 高温下,将适量助焊剂均匀涂敷在 PCB
板上,在260℃±5℃的锡焊槽的熔融焊锡表面上保 持30 s
的过程中,判断是否有强烈刺激性气味和浓烟。
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仪器应满足以下要求:
a) 冷冻箱:准确度为2℃;
b) 烘箱:准确度为2℃;
c) 100 mL量筒;
d) 100 mL 试管
用振动或搅拌的方法使助焊剂试样充分混匀,取50 mL 或50 g 助焊剂试样放入100
mL 的试管或 烧杯中,密封,然后放入温度为5℃±2℃的冷冻箱中,保持60 min 士5
min, 在此温度下目测观察助焊
剂是否有异物、分层和有沉淀物现象。打开试管盖,将试样放在无空气循环的烘箱中,在45℃±2℃下
保持60 min±5min, 再观察和目测助焊剂是否有异物、分层和沉淀物。
仪器应满足以下要求:
a) 250 mL玻璃量筒;
b) 悬浮式密度计;
c) 玻璃温度计:准确度为1℃;
d) 恒温水浴槽:准确度为1℃。
将液体助焊剂倒入250 mL
量筒中,然后将量筒放入25℃±1℃的恒温水浴槽中,并将温度计插入
盛助焊剂的量筒中,当助焊剂的温度达到25℃时,放入悬浮式密度计,在助焊剂的弯月面与密度计相切
处读取密度的值。
仪器应满足以下要求:
a) 黏度计:螺旋式黏度计;
b) 恒温水浴槽:准度为1℃;
c) 玻璃温度计:准度为1℃;
d) 测量杯。
将膏状助焊剂装入干净的测量杯中并密封,然后放入20℃±1℃的恒温水浴槽中,并将玻璃温度
计插入盛助焊剂的测量杯中,当助焊剂的温度达到20℃时,取出玻璃温度计。待螺旋式黏度计稳定后
采用10 r/min 的转速,进行黏度测试。
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仪器应满足以下要求:
a) 100 mL 烧 杯 ;
b) 直 径 8 cm 表面皿;
c) 电导率仪:电解常数0. 1的电极;
d) 恒温槽:准确度为1℃。
取 5 个 1 0 0 mL 烧杯和5块表面皿,充分清洗干净。然后在每个烧杯中装入50
mL 去离子水,用电
导率仪测量各烧杯中去离子水的电阻率,应不小于5.0×10⁵ Ω · cm。
用表面皿盖好。分别在上述的3个烧杯中加入0. 100 mL±0.005mL
助焊剂试液,取两个烧杯作
为空白,用来核对。同时加热5个烧杯至沸点,沸腾1 min,
冷却至室温。将冷却后的5个带表面皿的烧
杯放在温度为25℃±2℃的恒温槽内,使其达到恒温。
用去离子水彻底清洗电导率仪的电极,然后浸入装有助焊剂烧杯中测量电阻率并记录读数,再用去
离子水清洗电极,然后浸入只装有核对去离子水的烧杯内,测试电阻率并记录读数。用上述同样方法测
量其他助焊剂烧杯和核对用去离子水烧杯内试液的电阻率,并记录读数。
取3个试样的平均值作为助焊剂的水萃取电阻率。
仪器应满足以下要求:
a) 电子分析天平:精确到0.001 g;
b) 烘箱:准确度为2℃;
c) 干燥器;
d) 水浴锅:准确度为1℃。
称 量 6 g 助焊剂(m₁) 并精确到0.001 g, 放入直径50 mm
的已恒量的扁形称量皿中。再把扁形称
量皿放入水温为85℃±1℃的水浴锅中,待称量皿中助焊剂溶剂完全挥发完后,然后将称量皿放入
110℃±2℃的通风烘箱中干燥4 h,
取出放到干燥器中冷却至室温,称量,然后以干燥1 h 为周期,反复
烘干和称量,直至误差保持在±0.005 g 之内时为恒量,此时试样的质量为m₂,
并平行做3个试样。
按公式(1)计算助焊剂的不挥发物含量:
style="width:1.94669in;height:0.57332in" /> ……………………… (1)
式中:
S₁— 不挥发物含量;
m₂— 试样经110℃干燥后恒量时不挥发物的质量,单位为克(g);
m₁—— 试样初始时的质量,单位为克(g)。
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取三个试样的平均值,作为不挥发物含量。对于含水大于50%的助焊剂精确称3g
样品,按上述条
件试验。
试剂和材料应满足以下要求:
a) 氢氧化钾乙醇溶液:配成0.5 N
氢氧化钾乙醇溶液,用邻苯二甲酸氢钾标定;
b) 酚酞指示剂:将1 g 酚酞溶解在50 mL
的分析纯甲醇中,溶解后,用甲醇定容到100 mL;
c) 无水乙醇:分析纯;
d) 异丙醇:分析纯。
仪器应满足以下要求:
a) 滴定管:准确度为0.01 mL;
b) 电子分析天平:精确到0.001 g;
c) 移液管;
d) 250 mL烧瓶;
e) 恒温槽,准确度为2℃;
f) 烘箱,准确度为2℃。
6.8.3.1 液体助焊剂
称取2 g 试样(m), 精确到0.001 g,放入烧瓶中,加入50 mL
乙醇,混合均匀做试液;在试液中加 3滴酚酞指示剂,用0.1 mol/L
的氢氧化钾乙醇溶液进行滴定,滴定至出现粉红色,保持30 s 后即为
终点。
6.8.3.2 膏状助焊剂
精确称取10 g 锡膏(m₁) 放入烧杯中加100 mL
异丙醇,在常温下搅拌,萃取助焊剂;用滤纸过滤萃
取液,将滤液移入烧瓶中,然后每次用10 mL
异丙醇冲洗烧杯,共2次~3次。将冲洗液移入放滤液的
烧瓶中,混均匀将烧瓶放入85℃±2℃的恒温槽中加热,使之变成10 mL,
作为试液;将滤出的锡粉放
入100℃±2℃的干燥器中,干燥1 h,冷却后,以0.001 g 的精度称其质量m₂ ,
助焊剂的质量m=m₁-
m₂ ; 将试液按6.8.3.1方法进行滴定。
6.8.3.3 固体助焊剂
称取30 g(m,) 焊锡丝,精确到0.01 g,切成2 mm~3mm
的薄片;将切成的薄片放入烧杯中,加入
100mL
异丙醇,用表面皿盖住,适当加热,萃取助焊剂。将萃取液移入烧瓶中,用10 mL
异丙醇冲洗片
状焊锡2次~3次,将冲洗液加入萃取液烧瓶中混合均匀,将烧瓶放入85℃±2℃的恒温槽中加热,使
之变成10 mL, 作为试液;将片状焊锡物在100℃±2℃的干燥箱中,干燥1
h,冷却后,称其质量(m₂),
助焊剂的质量m=mi-m₂ ; 将试液按6.8.3.1进行滴定。
按公式(2)计算酸值:
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A=56. 11×V×N/m ……………………… (2)
式中:
A— 酸值,单位为毫克每克(mg/g);
V 滴定样品所需的氢氧化钾乙醇溶液体积,单位为毫升(mL);
N—— 氢氧化钾乙醇溶液的当量浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
m—— 样品质量,单位为克(g)。
6.9.1.1 试剂和材料
试剂和材料应满足以下要求:
a) 乙醇:分析纯;
b) 异丙醇:分析纯;
c) 丙酮:分析纯。
6.9.1.2 仪器
仪器应满足以下要求:
a) 铜板:按GB/T 2040—2017规定的铜板 T₂ , 尺寸为30 mm×30 mm×0.3 mm;
b) 焊锡丝:SnAg3.0Cu0.5 或 Sn63Pb37 实芯焊锡丝,直径1.5 mm;
c) 焊锡槽:准确度为2℃,并具有温度调节功能;
d) 烘箱:准确度为2℃;
e) 0.2 mm 厚不锈钢模板;
f) 千分尺:准确度为0.001 mm;
g) 微型注射器:准确度为0.01 mL;
h) 电子分析天平:精确到0.001 g;
i) 细砂纸:500号。
6.9.1.3 试件的制备
取五块规定的铜板,用丙酮去油后,用500号细砂纸去除氧化膜,并研磨均匀,再用乙醇清洗干净并
充分干燥。将此铜片放在150℃±2℃的烘箱中氧化处理1 h
取出,放在密封的干燥器中待用。取一 段规定的焊锡丝,绕在直径为3 mm
的硬质圆柱体上,再沿圆柱体方向切断焊料,从圆柱体上取下焊料
环,整平,截成每个质量为0.300 g±0.005g 的小段,做成圆环,共10个。
6.9.1.4 试验步骤
6.9.1.4.1 液体助焊剂
从干燥器中取出五个制备好的铜片,每块铜片中心区域平整放一个焊料环,用注射器在焊料环中心
区域滴0.1 mL
助焊剂,得到试样。对于无铅焊料,将试样放在265℃士2℃的焊锡槽表面上保持30
s,
得到试片,水平取出试片,冷却至室温,用异丙醇清洗掉助焊剂残留物;对有铅焊料,将试样放在245℃
±2℃的焊锡槽表面上保持30
s,水平取出试样,冷却至室温,用异丙醇清洗掉助焊剂残留物。
用千分尺精确测量熔化扩展的焊锡高度(H),
对五个试片分别进行测量和计算,求其平均值作为扩
展率。按公式(3)计算焊剂的扩展率:
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式中:
style="width:2.30666in;height:0.619in" />
………………………
(3)
S— 扩展率,%;
H— 焊锡的高度,单位为毫米(mm);
D—— 试验用焊锡当做球状时的直径,单位为毫米(mm) 。 用公式(4)进行计算:
D=1.24³√V
式中:
V 试验焊锡的体积,单位为立方毫米(mm³)。
6.9.1.4.2 膏状助焊剂
……………………
(
4)
称量6.9.1.3制备好的铜片质量m, 用厚0.2 mm 开孔圆形直径6.5 mm
的模板把锡膏印在制备好
的铜片中心区域,称取印刷后试样质量 m₂, 焊锡膏质量为 m=m2-m₁, 通 过 m
和焊锡膏的密度,求出
V 。制五个试片,对于无铅焊料,将试片放在265℃±2℃的焊锡槽表面上保持30 s,
水平取出试片,冷
却至室温,用异丙醇清洗掉焊剂残留物;对于有铅焊料,将试片放在245℃±2℃的焊锡槽表面上保持
30
s,水平取出试片,冷却至室温,用异丙醇清洗掉焊剂残留物。扩展率按公式(3)计算。
6.9.1.4.3 固体助焊剂
称量0.310 g±0.003g
焊锡丝,绕成圆形,放在制备好的铜片中心区域,制五个试片。对于无铅焊
料,将试片放在265℃±2℃的焊锡槽表面上保持30 s,
水平取出试片,冷却至室温,用异丙醇清洗掉助
焊剂残留物;对于有铅焊料,将试片放在245℃±2℃的焊锡槽表面上保持30 s,
水平取出试片,冷却至
室温,用异丙醇清洗掉助焊剂残留物。扩展率按公式(3)计算。
6.9.2.1 仪器与材料
仪器与材料应满足以下要求:
a) 焊锡槽:准确度为2℃,并具有温度调节功能;
b) 千分尺:准确度为0.001 mm;
c) 标准液体助焊剂:特级松香25%;异丙醇75%;
d) 酸洗液:分析纯盐酸5 g(35%), 用去离子水稀释成100 g;
e) 锡焊焊料:SnAg3.0Cu0.5 或 Sn63Pb37;
f) 去离子水;
g) 丙酮或异丙醇:分析纯。
6.9.2.2 试验条件
对于无铅焊料,试验时焊锡槽中焊料的温度应为265℃±2℃;对于有铅焊料,试验时焊锡槽中焊
料的温度应为245℃±2℃,试件浸入熔融焊料中的深度为3 mm 并在此位置保持时间5.0
s±0.5 s,试
件的浸提速度为20 mm/s±5 mm/s。
6.9.2.3 试件制备
将直径0.60 mm±0.03 mm 纯铜线裁成长度30 mm
的一组(五个)试样,要求试样端面无毛刺且断
面为标准圆形。将试样用丙酮进行脱脂清洗,室温干燥后,放入有酸洗液的超声清洗机中清洗1min。
style="width:7.99332in;height:4.81998in" />GB/T 9491—2021
从酸洗液中将试件取出,用去离子水充分清洗,经丙酮浸渍后,置于室温待用。
6.9.2.4 试验步骤
将焊料放入可焊性测试仪的焊料槽内加热熔化,对于无铅焊料,将温度保持在265℃±2℃;对于
有铅焊料,将温度保持在245℃±2℃。将试样的一端放在助焊剂中浸渍5s,浸入深度4
mm~5 mm。
略倾斜将试件从助焊剂中取出,使试件上没有多余的助焊剂。如果试件端留有多余的助焊剂液滴,可用
清洁的滤纸吸去。除去焊锡槽表面氧化膜,启动可焊性测试仪,试件以20 mm/s
的速度自动匀速上移, 使试件浸入熔融焊料3 mm, 保持5 s,回升速度20 mm/s
并自动记录润湿力随时间变化的函数曲线。
典型的润湿性试验记录曲线如图1所示。
说明:
to— 开始时间;
t — 开始润湿时间。
图 1 润湿平衡法的记录曲线示意图
润湿时间为开始润湿时间与开始时间的差值,以ta 表示。
6.10.1 卤素的定性分析
6.10.1.1 铬酸银试纸法(Cl,Br
6.10.1.1.1 试验目的**
将助焊剂试样滴在铬酸银盐试纸上之后,助焊剂试样中的卤化物使试纸变色,以此来定性评价助焊
剂是否含有卤化物
6.10.1.1.2 仪器与材料
仪器与材料应满足以下要求:
a) 电子分析天平:精确到0.001 g;
b) 容量瓶;
c) 烧杯;
d) 铬酸钾标准液:将1.94 g 铬酸钾溶解于1 L 去离子水中,配成0.01 N
铬酸钾溶液;
e) 硝酸银溶液:将1.70 g
硝酸银放入棕色容量瓶中,用去离子水溶解并定容至1 L, 配成0.01 N
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硝酸银溶液;
f) 异丙醇:分析纯。
6.10.1.1.3 铬酸银试纸制备
将宽为20 mm, 长为20 mm 的滤纸带浸入0.01 N
铬酸钾溶液,然后取出自然干燥,再浸入0.01 N
硝酸银溶液中,最后用去离子水清洗。此时纸带出现均匀的橘红咖啡色,将纸带放在黑暗处干燥后,切
成长宽为20 mm×20 mm 的方块,放在棕色瓶中避光保存备用。
6.10.1.1.4 试验步骤
将一滴(约0.05 mL)
助焊剂(液体助焊剂或按6.8.3.2和6.8.3.3方法制备的焊锡膏、焊锡丝助焊剂)
滴在一块干燥的铬酸银试纸上保持15 s,将试纸浸入清洁的异丙醇中15
s,除去焊剂残留物,试纸干燥
10
min后,用目视检查试纸颜色变化,如出现白色或灰白色色斑,则表示有卤化物存在。
6.10.1.2 呈色反应法(F
6.10.1.2.1 试验目的**
在锆一茜素紫色沉淀染料斑上,滴上助焊剂,目测观察有无变化成黄色,判定氟的存在。
6.10.1.2.2 仪器与材料
仪器与材料应满足以下要求:
a) 白色斑点试验板;
b) 玻璃棒;
c) 电子分析天平:精确到0.001 g;
d) 量筒;
e) 烧杯;
f) 茜素磺酸钠溶液:将分析纯的茜素磺酸钠0.05 g 溶解于50 mL
去离子水中所得的溶液;
g) 锆硝酸钠溶液:将分析纯的锆硝酸钠0.05 g 溶解于50 mL
去离子水中所得的溶液。
6.10.1.2.3 试样制备
在白色斑点试验板中心区域滴茜素磺酸钠和锆硝酸钠溶液各1滴,用清洁的玻璃棒混合,制成紫色
沉淀染料斑。
6.10.1.2.4 试验步骤
在刚制成的上述紫色沉淀染料斑上,滴一滴(约0.05 mL)
助焊剂(液体助焊剂或按6.8.3.2 和
6.8.3.3 方法制备的膏状助焊剂、固体助焊剂
存在。
6.10.2 卤素定量分析
6.10.2.1 容量滴定法
6.10.2.1.1 试剂和材料
试剂和材料应满足以下要求:
a) 0.1N 硝酸银基准试剂:将17.000 g(分析纯)硝酸银用去离子水溶解在1000
mL 容量瓶中并
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用去离子水稀释到1000 mL;
b) 1mol/L 氢氧化钠溶液:将40 g(分析纯)氢氧化钠,用去离子水溶解在1000
mL 容量瓶中并 用去离子水稀释到刻度;
c) 0.2 mol/L的硝酸:在1000 mL 的容量瓶中,加12.6 mL (浓度16 mol/L)
硝酸,用去离子水稀 释到1000 mL;
d) 1 mol/L铬酸钾溶液:将194 g 铬酸钾用去离子水溶解到1000 mL
容量瓶中,并用去离子水 稀释到1000 mL;
e) 0.03 mol/L 酚酞溶液。
6.10.2.1.2 仪器
仪器应满足以下要求:
a) 恒温水浴槽:准确度为1℃;
b) 分析天平:精确到0.001 g;
c) 移液管;
d) 滴定管:准确度为0.01 mL;
e) 100 mL烧杯;
f) 量筒;
g) 直式滴管;
h) 分液漏斗;
i) 250 mL锥形烧瓶;
j) 1000mL 容量瓶。
6.10.2.1.3 试验步骤
试验步骤如下。
a) 松香型或树脂型助焊剂:
1) 称量5 g(m)
液体助焊剂(膏状助焊剂和固体助焊剂按6.8.3.2和6.8.3.3方法制备,浓缩
后的10 mL 浓缩液全部作为试样,其中助焊剂质量为m), 放入250 mL
分液漏斗中,加
10 mL三氯甲烷混均匀,再加15 mL 去离子水,摇荡萃取10s;
2) 分液漏斗静止完全分层后,将三氯甲烷层移到烧杯中,将水相移入250 mL
的锥形烧 瓶中;
3) 将烧杯中三氯甲烷移入250 mL 分液漏斗中,按 a)和 b)再重复萃取两次;
4)
将盛有三次水相萃取液的锥形烧瓶放在恒温水浴槽中加热至80℃±2℃,蒸发掉有机溶
剂,冷却到室温;
5) 加2滴酚酞指示剂,滴加氢氧化钠溶液至溶液变红,然后滴加0.2 mol/L
的硝酸至溶液的 红色消失,加6滴1 mol/L 铬酸钾溶液,用0.1 N
硝酸银标准溶液滴定到红褐色终点。
b) 有机物型或无机物型助焊剂:
1) 称量5 g(m) 液体助焊剂放入250 mL 锥形烧瓶,再加15 mL 去离子水;
2)
将盛有助焊剂的锥形烧瓶放在恒温水浴槽中加热至80℃±2℃,蒸发掉有机溶剂,冷却
到室温;
3) 加2滴酚酞指示剂,滴加氢氧化钠溶液至溶液变红,然后滴加0.2 mol/L
的硝酸至溶液的 红色消失,加6滴1 mol/L 铬酸钾溶液,用0.1 N
硝酸银标准溶液滴定到红褐色终点。
6.10.2.1.4 结果计算
卤素含量按公式(5)计算:
GB/T 9491—2021
style="width:3.08672in;height:0.62656in" /> ……………………… (5)
式中:
H—- 卤素含量;
V — 硝酸银溶液消耗量,单位为毫升(mL);
N— 硝酸银溶液摩尔浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
m - 助焊剂样品的质量,单位为克(g)。
6.10.2.2 离子色谱法(可选
6.10.2.2.1 仪器和材料
仪器和材料应满足以下要求:
a) 离子色谱仪:对各种卤素离子的最低检测限应低于5.0×10-'g/kg;
b) 恒温水浴锅:能维持温度在80℃±5℃;
c) 实验室玻璃器皿;
d) 注射器用过滤头;
e) 去离子水:其电阻率不低于18 MQ ·cm;
f) 氯离子、溴离子、氟离子标准溶液;
g) 异丙醇:分析纯。
6.10.2.2.2 样品溶液制备
取90%(体积)去离子水和10%(体积)异丙醇溶液混合作用;称取一定量的助焊剂溶液(m)
于玻璃
容器中(膏状助焊剂和固体助焊剂按6.8.3.2和6.8.3.3方法制备,浓缩后的10 mL
浓缩液全部作为试
样),然后用去离子水和异丙醇混合溶液稀释定容至100 mL
容量瓶中;用过滤头过滤制备好的样品液。
6.10.2.2.3 试验步骤
试验按如下步骤进行:
a) 按仪器的操作指导书开启仪器,待仪器稳定;
b) 按仪器操作方法测试制备好样品溶液中氯离子、溴离子、氟离子的含量。
6.10.2.2.4 结果计算
助焊剂中卤素含量按公式(6)计算:
style="width:2.7066in;height:0.62678in" /> (6)
式中:
H— 助焊剂卤素离子含量;
C — 离子色谱仪测得离子的浓度,单位为毫克每升(mg/L);
m - 助焊剂的质量,单位为克(g);
V — 定容体积,单位为升(L)。
6.11.1 材料和工具
白垩粉:最大粒径:0.01 mm; 软毛刷。
GB/T 9491—2021
6.11.2 试验步骤
6.9.1.3 制备样品,按步骤[6.9.1.4](https://6.9.1.4
在室温下冷却1.5
h,将白垩粉撒在试样表面上,再用备好的毛刷轻轻往下刷,观察白垩粉是否沾在焊剂
残留物上。
6.12.1 仪器
仪器应满足以下要求:
a) 恒温恒湿箱:温度准确度为2℃,相对湿度准确度为5%;
b) 直式滴管。
6.12.2 标准助焊剂的制备
将符合GB/T 8145—2003
的特级松香固体溶解于异丙醇中,并使松香含量(质量分数)为25%。
6.12.3 铜镜的制备
将纯铜真空沉积在60 mm×30 mm×3mm
的清洁光学玻璃表面上,形成铜镜,铜膜厚度均匀,厚
度0.05μm, 用光电分光计测量时,允许波长为500nm
的垂直入射光透过率5%~15%。并且铜膜不应
有氧化膜和任何损伤。
6.12.4 试验步骤
将0.05 mL
的液体助焊剂(或按6.8.3.2和6.8.3.3方法制备的膏状助焊剂、固体助焊剂)滴到铜镜
上,相隔30 mm
滴相同量的标准助焊剂,共做三块试样。铜镜表面始终保持无污染物、尘埃和指印。将
它们水平放置在温度23℃±2℃;相对湿度50%±5%的恒温恒湿箱中24 h。
将试件取出用异丙醇将
试件上的助焊剂除去,目视检查铜镜的腐蚀面积。
对于含水大于50%的液体助焊剂,称取5 g
助焊剂,放在蒸发皿中,在110℃±5℃温度下将水蒸
发干,然后用5 g 无水乙醇完全溶解后,按上述方法进行测试。
6.13.1 梳形试件的要求
梳形试件制作按照图2进行。导电带宽为0.4 mm, 体间隙为0.5 mm;
基板尺寸为60 mm×
60 mm ;导电带长为17.75 mm±0.05 mm;导电带重叠部位长为15.60 mm±0.05
mm;基板为 FR-4 环
氧树脂玻璃纤维板,板厚1.5 mm。 按图2制作梳形试件。
GB/T 9491—2021
style="width:5.4667in;height:4.4935in" />
说明:
1+,3+,5+- 施加电压的正极;
2-,4— - 施加电压的负极。
图2 测量表面绝缘电阻用梳形电路示意图
6.13.2 仪器和材料
仪器和材料应满足以下要求:
a) 恒温恒湿箱:能保持温度85℃±2℃,相对湿度85%±2%;
b) 直流电源:能稳定提供45 V~50V 直流电压;
c) 高阻仪:在直流试验电压100 V, 能测量电阻10'欧姆;
d) 焊锡槽:0℃~300℃,准确度为1℃,温控可调;
e) 干燥箱:空气循环型,准确度为1℃,温控可调;
f) 显微镜:10 x ~30 x;
g) 0.2 mm 厚的不锈钢模板;
h) 焊锡烙铁:100 W;
i) 异丙醇:分析纯;
j) 无水乙醇:分析纯;
k) 去离子水或蒸馏水:最小电阻率为2×10⁶ MΩ ·cm。
6.13.3 试件准备
选取九块试件(一组),依次用乙醇、去离子水和异丙醇洗干净、晾干,放入60℃±3℃的干燥箱中,
干燥3 h,用100 V 直流测试电压测量试样的绝缘电阻值应大于1.0×10°Ω。
6.13.4 试件制备
6.13.4.1 液体助焊剂
取九块梳形电路试件,在每块梳形电路板上均匀涂敷0.1 mL
助焊剂,在120℃±5℃的干燥箱中, 干燥5 min。
三块涂助焊剂的试件,梳型电路向下,分别在265℃±2℃的焊料(用SnAg3.0Cu0.5
焊料) 槽中浸焊3 s~5s
(也可用同样条件的波峰焊);三块涂助焊剂的试件,梳形电路向上,分别在上述焊料
槽上浸3 s~5s。
余下的三块基板做比较板,确认试件有无连焊,如有连焊,需重新制备试件。
GB/T 9491—2021
6.13.4.2 膏状助焊剂
选五块备用试件,用厚度为0.2 mm
的不锈钢模板将焊膏印刷在三块梳形试件上,余下的两块做比
较板。三块印刷焊锡膏的试件按焊锡膏供应商提供回流温度曲线再流焊,确认试件无连焊,如有连焊,
需重新制备试件。
6.13.4.3 固体助焊剂
选五块备用试件,取适量的焊锡丝,用烙铁头把焊锡线均匀地焊接在三块梳形电路板的导电带上,
焊接完的导电带上不应出现桥连、断锡。余下的两块做比较板,铬铁的焊接温度由焊锡丝供应商提供。
6.13.5 试验步骤
将焊好的试件和比较件一起放入试验箱中,在温度升至85℃,且相对湿度20%的条件下稳定3
h, 然后缓慢地(至少15 min)将相对湿度升至85%,至少平衡1 h,对所有试件施加50
V 直流偏压,分别在 24 h、96h和168 h 时去掉偏压,在试验条件下,用100 V
直流测试电压(极性与偏压相反)测量每个试
件1和2、3和2、3和4、5和4之间的绝缘电阻值。
6.13.6 结果评价
结果评价如下:
a) 计算每个试样168 h 测得的绝缘电阻;
b) 绝缘电阻最终结果,以3个试件中各测试点绝缘电阻最小值计算;
c) 假如比较板168 h 后的绝缘电阻值小于1.0×10°Ω,说明基板本身有异常;
d)
因为在电阻值明显下降的部位上,可能会有水滴、灰尘、桥连等异常现象,所以试验后取出试
片,在10 x~30x
显微镜下进行确认,如有异常,则删除该值,最终的测量值不得少于10个。
6.14.1 试验基板
梳形试件制作按照图3进行。导电带宽为0.318 mm, 导电带间隙为0.318 mm,
基板尺寸为
60 mm×60 mm;导电带长为21.80 mm±0.05 mm;导电带重叠部位长为15.75 mm 士0.05
mm; 基板为
FR-4 环氧树脂玻璃纤维板,板厚1.5 mm。
style="width:5.56in;height:4.4in" />
图 3 电化学迁移(ECM) 用梳形电路示意图
GB/T 9491—2021
说明:
1+,3+,5+--施加电压的正极;
2-,4— — 施加电压的负极。
图 3 电化学迁移(ECM) 用梳形电路示意图(续 )
6.14.2 仪器和材料
仪器和材料应满足以下要求:
a) 恒温恒湿箱:能保持温度65℃±2℃,相对湿度88.5%±2%;
b) 直流电源:能稳定提供5 V~20V 直流电压;
c) 电阻仪:在直流试验电压100 V, 能测量1.0×10¹³Ω高电阻;
d) 焊锡槽:0℃~300℃,准确度为1℃;
e) 干燥箱:空气循环型,准确度为1℃,温控可调;
f) 显微镜:10 x~30 x;
g) 异丙醇:分析纯;
h) 无水乙醇:分析纯;
i) 去离子水或蒸馏水:最小电阻率,2.0×10⁶ MΩ ·cm。
6.14.3 试件准备
选取四块试件(一组),依次用乙醇、去离子水和异丙醇洗干净、凉干,放入温度60℃±5℃,干燥箱
中,干燥3 h,用100 V 直流测试电压测量试样的绝缘电阻值应大于1.0×10°Ω。
6.14.4 试样制备
6.14.4.1 液体助焊剂
取三块梳形电路板,在每块梳形电路板上均匀涂敷0.1 mL
助焊剂,在120℃±5℃的干燥箱中干 燥 5 min。
三块涂助焊剂的试件,分别在265℃±2℃的焊料(用GB/T 3131—2020规定的 Sn60/Pb40
焊料)槽中,浸焊3 s~5s
(也可用同样条件的波峰焊)。确认试样有无连焊,如有连焊,需重新制备
试件。
6.14.4.2 膏状助焊剂
取三块梳形电路板,用厚度为0.2 mm
的不锈钢模板将焊膏印刷在三块梳形电路板上,印刷好的试
件按焊锡膏供应商提供回流温度曲线再流焊,确认试件有无连焊,如有连焊,需重新制备试件。
6.14.4.3 固体助焊剂
取三块梳形电路板,取适量的焊锡丝,用烙铁头把焊锡线均匀焊接在三块梳形电路板的导电带上,
焊接完的导电带上不出现桥连、断锡,焊铁的焊接温度由焊锡丝供应商提供。
6.14.5 试验步骤
焊好的试件,和比较件一起放入温度65℃±2℃、相对湿度85%±2%的试验箱中使之稳定,稳定
96h 后,在试验条件下,用100 V
直流测试电压测量试件1和2、3和2、3和4、5和4电极间的绝缘电阻 值(SIR) 作为
SIR 始。然后在各个电极间施加10 V 直流测试偏压,在温度65℃±2℃、相对湿度88.
5%±2%条件下,放置500 h(总共596 h)。 加偏压后,每隔96 h
去掉偏压,在试验条件下用100 V 直流
测试电压测量各试件的绝缘电阻,观察试验过程中绝缘电阻的变化情况。596 h
后,去掉偏压,在试验
GB/T 9491—2021
条件下,用100 V 直流测试电压测量各试件的绝缘电阻作为 SIR
终。然后从试验箱中取出试件,用20X
的显微镜检查晶须的生长、腐蚀和变色。测量电压和施加偏压的极性与图3相同。
6.14.6 结果计算
平均绝缘电阻按公式(7)计算:
式中:
style="width:2.86in;height:0.73326in" />
………………………
(7)
IRay— 平均绝缘电阻,单位为欧姆(Ω);
N - 测得的两点之间的电阻值的个数,不少于10;
IR,— 每两点之间的测量电阻值,单位为欧姆(Ω)。
计算96 h 和最终的平均绝缘电阻。用显微镜观察试件外观:
a)
如从一方的极性向另一方的极性生成树枝状的晶体,则表示发生了电迁移;反之则为无明显
迁移;
b) 导电带无腐蚀,可有轻微变色;
由于下列原因引起绝缘电阻明显下降的测量值,应从测量值中删去:
a) 梳形电路板的绝缘电阻表面受尘粒、冷凝水微滴等污染;
b) 梳形电路蚀刻不规范,减少了导电体之间的间距;
c) 导电体有明显的损伤。
6.15.1 仪器和材料
仪器和材料应满足以下要求:
a) 焊锡槽:规定的SnAg3.0Cu0.5 的焊料,可提供270℃±2℃槽温;
b) 恒温恒湿箱:能提供温度50℃±2℃和相对湿度95%±2%;
c) 空气循环干燥箱;
d) 恒温水浴箱:准确度为1℃;
e) 最低20 x 的显微镜;
f) 分析天平:精确到0.001 g;
g) 过硫酸铵:分析纯;
h) 硫酸:分析纯;
i) 脱脂剂:分析纯丙酮、甲苯或石油醚;
j) 蒸馏水或去离子水:最小电阻率2.0×10⁶ MΩ ·cm。
6.15.2 试剂配制
6.15.2.1 过硫酸铵溶液
将250 g 过硫酸铵溶于蒸馏水中,缓慢加入5 mL
硫酸搅拌,冷却后用蒸馏水稀释至1000 mL, 并
混匀。
6.15.2.2 硫酸(5%,体积分数
将 5 0 mL 硫酸缓慢加入400 mL 蒸馏水中,搅拌冷却后稀释成1000 mL, 混匀。
GB/T 9491—2021
6.15.3 试验板处理
试验板按如下步骤处理:
a) 将厚度0.50 mm±0.05 mm 的纯铜板切成51 mm×51mm 的试块。用直径19 mm
的钢球在 试块的中心区域挤压成一个深3.2 mm
的圆形凹坑,并将试片的一个角弯曲,便于用夹子 夹取;
b) 用丙酮等中性溶剂脱脂;
c) 在65℃±5℃,5%的硫酸中浸泡1 min,去除氧化膜;
d) 在23℃±2℃的过硫酸铵溶液中浸泡1 min;
e) 用去离子水冲洗5 s;
f) 在23℃±2℃,5%的硫酸中浸泡1 min;
g) 用去离子水冲洗5 s;
h) 用丙酮清洗,在干净的空气中干燥;
i) 处理好的试样放在密闭的容器中,在1 h 内使用。
6.15.4 试样制备
称取1.00 g±0.05g 的锡焊料(SnAg3.0Cu0.5),
焊料为球形或压紧的螺旋焊料球,用丙酮脱脂,脱
脂后的焊料,放置在铜板的凹坑中心区域。
6.15.5 试验步骤
将0.035 g~0.040g
助焊剂(液体助焊剂或按6.8.3.2和6.8.3.3制备的膏状助焊剂、固体助焊剂)的
固含放在焊料表面上,在270℃±2℃焊锡槽上加热,焊料熔化后,保持5
s,将试件从焊锡槽上水平取 出,在水平状态下冷却15 min。 用20x
的显微镜仔细检查,并记录观察情况,特别是变色情况。将试件
垂直放置在温度40℃±2℃、相对湿度93%±2%的恒温恒湿箱内,保持240 h(10 d)。
6.15.6 结果评价
试验240 h 后,从试验箱中取出试件,用20 x
的显微镜检查试件腐蚀痕迹与6.15.5中检验的记录
情况相比较,腐蚀生成物为青绿色或白色物,出现在铜板上焊剂残留物的边缘,根据腐蚀物生成的情况
判断试件的腐蚀性,不出现腐蚀生成物为无腐蚀;少量腐蚀生成物出现轻微腐蚀;大量腐蚀物出现为严
重腐蚀。
6.16.1 试件处理
取表面积170 mm×150 mm 的 PCB
板四块,依次用合适的清洗剂、去离子水和异丙醇清洗干净,
晾干,作为试件。
6.16.2 试件制备
将(180μg/cm² 焊剂固含)助焊剂均匀涂敷在制备好的三块PCB
板上,在干燥箱(110℃±5℃)中 烘干5
min;分别将三块涂敷助焊剂的试件在265℃±2℃的焊料(SnAg3.0Cu0.5) 槽中浸焊3
s~5 s
(也可用同样条件的波峰焊)。自然冷却至室温,待测离子残留物,余下的一块 PCB
板做空白板,测量之
前所有试件不应有污染污物和指印。
GB/T 9491—2021
6.16.3 试验步骤
按 GB/T
4677—2002测试步骤分别测试三块试件和空白板离子残留。助焊剂的离子残留为三块
试件离子残留的算术平均值与空白板离子残留之差。
6.17.1 仪器和材料
仪器和材料应满足以下要求:
a) 飞溅试验装置:见图4;
b) 金属板:200 mm×200 mm×3mm,中心开一个直径14 mm 的圆孔;
c) 焊锡烙铁:100 W;
d) 圆形滤纸:直径12.5 cm, 中心开一个直径10 mm 的圆孔;
e) 电子分析天平:精度为0.001 g。
style="width:5.66042in;height:6.65347in" />
图 4 焊锡丝助焊剂飞溅试验装置示意图
6.17.2 试验步骤
试验步骤如下:
a) 称取焊锡丝50 g(W₁);
b) 将直径12.5 cm 圆形滤纸,中心开一个直径10 mm
的圆孔,称量圆形滤纸质量(X₁);
c) 将圆形滤纸放在图4所示测量装置的金属板上,将焊锡烙铁头的温度保持350
℃。同时以
10 mm/s将松香焊锡丝垂直接触在烙铁头上,将焊锡丝进行熔化;
d) 将没有用于试验的剩余松香焊锡丝的质量进行称量(W₂);
e) 称量飞溅有助焊剂和焊锡的圆形滤纸质量(X.)。
飞溅的助焊剂按公式(8)计算。
GB/T 9491—2021
style="width:2.99342in;height:0.6666in" /> ……………………… (8)
式中:
F,—— 飞溅的助焊剂量,%;
X₂— 粘有飞溅助焊剂和焊锡的圆形滤纸的质量,单位为克(g);
X:—— 圆形滤纸的质量,单位为克(g);
W₁—— 切取的松香焊锡丝质量,单位为克(g);
W:— 剩余的松香焊锡质量,单位为克(g);
F - 松香焊锡丝的助焊剂含量,%。
检验分为型式检验和质量一致性检验。
型式检验项目为第5章规定的全部技术要求。
有下列情况之一时应进行型式检验:
a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定时;
b) 正式生产后,如结构、材料、工艺有较大的改变,可能影响产品的性能时;
c) 正式生产时,应进行定期检验;
d) 产品长期停产后,恢复生产时。
若检验中有一项不符合第5章规定的技术要求,则判定型式检验不合格。
质量一致性检验由逐批检验(A 组检验)和周期检验(C 组检验)组成。 A
组检验为交收检验,C 组
检验为周期检验。
同一批原料在相同条件下连续生产的助焊剂为一检验批。
7.3.3.1 检验程序
A 组检验检测程序和抽样方法按 GB/T 2828. 1—2012
中的一次正常检验抽样方案进行。检验项
目、检测方法和接收质量限见表5。
GB/T 9491—2021
表 5 交收检验
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7.3.3.2 判定规则
若检验中有一项不符合第5章规定的技术要求,则整批不合格。
C 组检验周期为一年,检验按GB/T 2829—2002
中判别水平Ⅱ的一次抽样方案进行。样本应在周
期内通过 A
组检验的批中随机抽样,具体检验项目和合格质量水平等见表6规定。
周期检验不合格,停止交收,查明原因,采取有效措施后,直至C
组检验表明更改措施有效后,可继
续交货。
表 6 周期检验
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应装入对助焊剂性能无影响的容器并密封。
包装容器上应标明如下内容:
a) 生产厂商名、地址和联系电话;
b) 助焊剂型号;
c) 商标;
d) 生产批号;
e) 生产日期;
GB/T 9491—2021
f) 有效期;
g) 条码编号;
h) 净容量或净重量。
产品运输中应防止撞击,防止包装容器破损使助焊剂泄漏。
助焊剂应在温度5℃~35℃,通风良好,干燥阴凉的环境条件下储存,有效储存期不低于半年。
更多内容 可以 GB-T 9491-2021 锡焊用助焊剂. 进一步学习