IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第50页
• 元器 件和 基 板 情况 。 • 原 材料、工 艺 、化学 品 之 间 的相 互 作 用。 被 选择 的印制电路板 应 当 代表 每 一 种 产品硬 件 最 关 键 的组件，包 括 通 孔 、表 贴 、 细 节 距 、 BGA 、 混 装技术、 高 频 和电源电路。 建 议 样 品数 量为 10 。 注： 有可能的 话 ， 最 好直 接测试 客 户 的实 际 样 本。 用来 制 作测试试 样 的 物 料、 应 用 方法 、设 备 和…
– 检查并记录与为暴露的试样对比后续的外观变化。
– 变色和发暗
– 蚀刻
– 点状腐蚀或者局部腐蚀
– 对于长期腐蚀，将同样的试样浸于相同的测试溶液中144小时。
– 重复步骤c，d，e ，f 和g。
– 计算：根据mg/cm
2
/24小时记录重量损失。（长期腐蚀）
说明和注释：
•如果仅需做长期腐蚀测试，24小时后不需取出试样。
• 通常非催化反应的反应速度为温度每上升10° C[50° F]翻一倍。
5.3.3.3 产品硬件按照J-STD-001 IPC联合行业标准J-STD-001附录中定义的条款，物料和工艺兼容
性测试应用于：
• 不考虑J-STD指定型号确认所有焊剂变更
。
• 清洗剂变更时。
• 认证的工艺发生变更包括主要设备或者方法变更。这些变更的例子包括：
– 清洗设备变更
– 助焊方法
– 回流工艺
5.3.3.3.1 测试载体 物料兼容性评估使用的测试载体应当符合J-STD-001附录：物料和工艺兼容性
测试 “测试组件”章节中定义的要求。
• 选择的测试载体
*
应当提供用于评估不同元器件技术和既有通孔又有表面贴装元器件的封装，包括
细节距和BGA器件。为便于测试，测试图形应当包括“Y”和IPC及Telcordia技术规范中定义的梳
型图形。测试载体应当由能够代表实际产品的相同型号的基板、金属化和阻焊制造。
• 应当通过相应的生产流程制造测试试样。采用单独的工艺制样可能不能充
分地代表真实的生产环
境。整个测试中必须考虑从其它工艺步骤中带来的残留物可能会引起的相互反应。
• 每种物料/工艺组合测试的最小的样本量应当是10个载体，符合J-STD-001附录中“样本量”章
节，除非组装厂商和OEM之间另有协商一致的意见。
•根据IPC-SM-840，测试应当包括
基板物料和表面处理。为设立基线数据，每种基板和/或者每种阻
焊膜类型应当至少测试一块裸板。
*注：在兼容性研究中测试载体可以是组装过程中用到的任何物料、合金或者元器件。
5.3.3.3.2 实际PCB试样的物料和⼯艺兼容性测试 一些输入的实际可能对PCB性能、质量和长期可
靠性有显著的影响。这些因素非常重要因为它们只对实际产品硬件起显著影响。这些因素包括以
下：
• 实际制造工艺、设备
、方法、生产条件和人员技能。
• 物料和设备的变化。
• 影响焊接和清洗结果的板的实际布局和情况。
2011年7月 IPC-CH-65B-C
35
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---
• 元器件和基板情况。
• 原材料、工艺、化学品之间的相互作用。
被选择的印制电路板应当代表每一种产品硬件最关键的组件，包括通孔、表贴、细节距、BGA、混
装技术、高频和电源电路。建议样品数量为10。
注：有可能的话，最好直接测试客户的实际样本。
用来制作测试试样的物料、应用方法、设备和工艺应当与生产实际产品的硬件一致。PCB的测试应
当包
括光学的、机械的和表面评估。
注：此处应该使用适当的技术。如果预期使用的物料批之间有很大的差异，那可能要鉴定这些关键
或者敏感的物料并增加测试数量，而不是只测试一个批号。
5.3.4 ASTM和其它测试标准 ASTM发布了有助于设计工程师、制造工程师和工艺工程师选择最合
适清洗剂和工艺的标准。
7
为确定物料与清洗工艺的兼容性，ASTM标准第2章节中注明了物料兼容性
要求。
应该注意到有很多其它的腐蚀标准。网上能搜索到大量条目。一些是有关功能的，一些涉及到直接
检测产品的腐蚀。例如，包括ACE（美国腐蚀工程师协会），ISO和EFC（欧洲腐蚀科学联合会），
GfKorr（德国腐蚀保护学会）。合适的腐蚀测试可以以客户为导向。
5.4 PCB组件⽆铅化的影响 无铅焊接可能增加物料兼容性问题。许多PCB组件板的表面处理、
层
压板和元器件将改变以经得起达到260° C[500° F]的焊接温度。PCB板的表面处理正由热风焊料整平
过渡到适用于细节距表面贴装组件共面要求的工艺。共面板表面处理，如铜面上的OSP、浸银、浸
锡和浸金后无电镀镍，只有短的保存期限并且更容易受腐蚀。助焊剂成分将基于高分子量材料，这
种高分子材料能够改善热稳定性、减少表面张力和使焊料更易润湿（具
有良好助焊效果）。
2
更高的焊接温度，小型化和增加的润湿能力将改变助焊剂残留物。由于热量影响，高分子量助焊剂
残留可能更难清洗，具有更复杂的成分并增加回流过程中的副作用。清洗材料，清洗设备和工艺条
件也可能变更。组件可能需要更长的洗涤周期（即更长时间的化学暴露），增加冲击能量，热度和时
间。这些因素将影响物料兼容性问题。
以下小节将讨论有关于PCB制造、元器件、板和元器件表面处理、组装材料和组装设备
的兼容性问
题。设计问题在单独的章节中讨论。
5.4.1 PCB制造 一般而言，用户清洗观点认为传统锡铅到基于物料组成的无铅应该是一个无缝过
渡。然而，用到的阻焊膜和板的表面处理可能受到无铅PCB制造过程中更高温度的影响。阅读第5.5.6
节关于不合适的阻焊膜烘烤温度。
5.4.2 元器件 使用锡铅焊料的制造工艺中，关注点集中在元器件形状和焊膏印刷、元器件贴片、
回流焊接的工艺
能力。元器件耐温性或者最大升温速度很少考虑。锡铅回流过程极少超过最大允许
温度和最大允许升温速度。无铅材料要求更清楚认识元器件规格。假设元器件的温度容忍值或者湿
度敏感等级与无铅制造工艺兼容会提升成本。
元器件清洗问题包括部件标识脱落、金属合金腐蚀、表面涂覆层脱落，非密封器件的隐患。组装者
需要确保元器件结构与清洗工艺兼容。清洗后检查元器件性能，部件标
识附着情况，元器件表面处
理耐久性，应该注意湿度敏感等级（MSL，符合J-STD-020）和pH值。
IPC-CH-65B-C 2011年7月
36
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---
5.4.3 板和元器件表⾯处理 普通的无铅PCB表面处理包括化学镍/浸金（EIG）、浸锡（ImSn）、
浸银（ImAg）和有机可焊性保护层（OSP）。这些表面处理很容易受腐蚀和储存期问题影响。相反，
HASL（热风整平）表面处理有很厚的保护性金属，因而能很好防腐蚀，大约50微米的低活性锡铅层
将铜电路系统和外界环境效应（包括清洗工艺）分开。替代的
共面的表面处理用一层薄的保护层使
金属免受腐蚀影响。用在铜和银表面镀层上的有机保护层会在焊接、回流和清洗工艺中去除。
5.4.4 组装材料 锡、银、铜合金是替代锡铅合金的首选。无铅材料必须能够经受多次260° C
[500° F]回流而不影响可靠性。极端温度能破坏化学键并使材料变脆弱。多次回流可能产生一个涉及
到焊料暴露于清洗工艺中的材料兼容性问题。
更高温助焊剂树脂和活化剂可能需要更强的清洗剂和
更高冲击能量来清洗。
当基材暴露于更高的温度中，玻璃化温度（T
g
）、热膨胀系数（CTE）和分解温度是需要考虑的数
据。树脂的玻璃化温度是材料从刚性状态转到柔性状态时的温度。CTE测量材料在玻璃化温度上下
的膨胀。过度加热基材和元器件会引起一些材料成分分解。这些影响在这些部件送到清洗工序后经
常变得明显。
很多因素影响焊膏的选择，包括可印刷性、模板寿命、管脚可测试性、粘
性、回流窗口、焊点外观
和清洗。组装者必须确定哪些因素是最重要的且需相应地优先选择。长时间地加热造成最坏的助焊
剂残留情况。一个组件应该在预期的快速升温，采用更短的液相以上时间和更低的峰值温度测试。
对于焊前锡膏（模板和错 印清洗）和组装后清洗，焊膏和助焊剂化学性质变更可能需要变更清洗
剂。错印清洗的进一步考虑是双面SMT板的第二面错印。这种情况下，找
出错印清洗剂和回流助焊
剂残留和板的表面处理的相互作用非常重要。
随着产业向无铅过渡，物料供应商和客户之间需要沟通和合作，为物料影响制定计划以支持组件对高
温的要求。组装者将需要了解回流工艺和温度曲线-峰值温度，升温速度对可靠性和清洗的影响。如
果组件用于组装有特殊性能要求的更高等级的组件或者产品时，组件供应商和客户之间需要沟通。
5.4.5 组装设备 组装向无铅过
渡将要求设备升级以支持工艺。清洗设备可能要求考虑更长洗涤部
分和机械冲击事项。产品硬件可能受到更强的化学和机械效应，可能包括高碱性和腐蚀性材料。必
须考虑清洗剂和清洗设备的组合对产品的影响。工艺优化在清洗设计中起到非常重要的作用。每一
种清洗对材料的选择将是重要的考虑。
辅助设备例如波峰焊载具应该是物料考虑的一部分。波峰焊载板器随着更缓慢的传送带速度和更长
的锡波
接触时间暴露在更长时间的热循环中。因此可能更需要经常清洗。
焊膏的可印刷性主要取决于助焊剂类型。由于关注无铅印刷的精度增加了模板的清洁度。无铅合金
不像有铅合金一样扩散或者润湿。没有精确印刷到印制电路板上无铅焊膏不像锡铅焊膏那样自动对
中，并且如果印刷时连锡回流焊接后也可能连锡。
5.5 设计问题和兼容性 下面的小章节讨论元器件和组件小型化的含义及密度增
加的影响。
5.5.1 ⼩型化的影响 下一代封装在任何时候都要符合基于数码技术的产品的新兴需求。组装者越
来越关注小系统本身周围的热量管理和稳定性。硅片制造，第一道封装和电子系统使用的物料之间
的兼容性变得越来越有挑战性。
物料面临的挑战存在于开发新物料和在新应用中使用当前的物料。封装正朝着不同种类芯片集成到
一个元器件中革新。在新组合中使用当前的物料挑战物
料兼容性极限引起设计和加工考虑。这可能
要求设计、工艺和材料学更全面发展。
晶元级的电源控制正在大幅改进。当将多个器件封装到一个移动应用中，移动和内存封装缩小使单
个封装体内散热更困难。当塑封胶和芯片粘接剂及胶片用于堆叠芯片封装时，要解决类似关于低粘
2011年7月 IPC-CH-65B-C
37
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 19:13:55 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,`,`,,,`,,,`,`,`,`,,,```-`-`,,`,,`,`,,`---