锡膏测试办法及评判原则作者：王丽荣朱捷赵朝辉张焕鹍来源：《新材料产业》第12期随着电子制造业的迅猛发展，电子焊接的质量与可靠性逐步成为保持市场竞争力的基石，也是电子厂商着重关注的焦点。针对可靠性的评价，从设计到后续的组装，再到最后验收，国际电子工业联接协会（IPC）、日本工业原则（JIS）以及国内有关机构均提供了一系列原则。——有了共同的原则即制订了交流过程中的共同语言全球电子行业的术语，能够很大程度上减少供应商和制造商在沟通上的障碍，加紧解决问题的速度，为双方赢得良好的公司形象和信誉奠定了基础。每个公司根据本身特性会参考国内或者国际不同的原则，例如一家锡膏生产商，为了实现最后产品的绝佳品质，需要参考的原则如IPC-J-STD-004、IPC-J-STD-005、IPC-J-STD-006以及IPC-TM-650等。IPC的测试项目琳琅满目，原则均为英文版本，即使现在TGAsia技术组也在主动的进行原则开发工作，然而对于某些初入电子行业或者所生产的产品总是出现问题的客户来说，采用何种原则以及对原则内容如何解析经常感到困惑。本文就锡膏制造行业以及电子组装可接受性的基本测试项目和评判原则做简要概述。锡膏的测试可分为基本性能测试、上机运行和可靠性检测。一、基本性能测试锡膏的基本性能测试重要参考IPC-J-STD-005（锡膏规定RequirementsforSolderingPastes）以及JIS-Z-3284（日本工业原则）。1.锡粉粉径以及粒度分布锡膏中70%～90%的成分为锡粉，锡粉的性能指标很大程度上决定了锡膏的性能。锡粉检测关注锡粉形貌以及粉径粒度分布。锡粉的形貌规定为长宽比不超出11.5∶的球形。锡粉的90%的形貌必须为球形，粉径原则见表1、表2。现在市场上惯用的为T3、T4号锡粉，随着电子元器件的短小化发展，0201以及01005元器件的快速兴起，足够的焊接强度对下锡量提出了更严格的规定。根据焊盘尺寸与锡粉单排数量的关系，窄粒径超细粉的应用优势日渐凸显。01005元器件见图1。2.金属比金属比采用质量检测办法，具体办法见IPC-TM-650，2.2.20，测试值需不超出设定值的±1%。具体的偏差值各个公司有不同的限定原则，在检测过程中为了避免熔融金属进一步氧化，普通会添加一定量额外的溶剂进行保护。3.粘度粘度测试采用Malcom（单位为Pa·s），也可使用Brookfield（单位为cp），规定测试值不能超出设定值的10%。当采用Malcom测试时，也需关注锡膏的Ti以及R值。Ti值为触变指数，反映的是锡膏在外力作用下变化形态的快慢程度，普通良好的Ti值在0.4～0.6左右。R值为粘度不恢复率，反映的是当外力减小时，锡膏恢复到初始状态的能力。R值可为负值，零以及正值。当R为正值时，反映当作用于锡膏的外力减小或消失时，锡膏不能快速或不能恢复到初始状态。即常说的随着印刷时间的延长，锡膏体现为流淌状，此时容易造成因锡膏流淌到焊盘外而造成锡珠或连锡现象；当R=0时，是最佳的印刷状态，即当作用于锡膏的外力减小或消失时，锡膏能快速恢复到初始状态；当R为负值时，数值越大，则随着印刷时间的延长，锡膏的粘度越大，容易造成锡膏滚动性差，下锡困难，为增加下锡量，常采用加大刮刀力度，却进一步造成钢网变形，更容易造成焊接缺点。4.坍塌在坍塌测试方面，IPC以及JIS给出了不同的钢网构造设计，从钢网设计构造看，IPC更符合现有产品的构造发展趋势，也给锡膏制造商在评价锡膏特性方面提供了更加好的技术支持。IPC的坍塌钢网构造设计分为不同钢板厚度，涉及IPC-A-21（0.2mm厚）以及IPC-A-20（0.1mm厚），见图2。测试同时关注冷热坍塌。冷坍塌代表的是锡膏在印刷时，保持印刷形态的能力。对于某些细间距的管脚元器件，若冷坍塌差，则直接出现未焊接前的连锡，则必然在回流后造成大面积的短路现象。相对冷坍塌而言，实验室更侧重的是冷坍塌优秀的热坍塌体现。热坍塌的焊接条件是150±10℃条件下，烘烤10min。在烘烤过程中，锡膏内的助焊剂会持续挥发，在挥发过程中，锡膏本身的重力和保持形状的力成反作用力。当锡膏保持形态的力不大于本身重力时，发生坍塌现象；当锡膏保持形态的力不不大于本身重力时，则锡膏不发生坍塌或者微小的坍塌。随着元器件间距越来越细微化，热坍塌值成为足够下锡量...
