本期我们就IPC专门针对焊膏要求的标准进行解读。

 

IPC J-STD-005A

IPC J-STD-005A是关于焊膏技术要求的IPC标准，该标准规定了高质量电子互连所用的焊膏特性描述和测试的一般要求，是一份质量控制文件，无意直接关联制造工艺中材料的性能。

该标准通过确定测试方法和检验规范的属性及技术指标来确定焊膏的特性。焊膏由焊料粉末和助焊剂混合而成，根据焊料颗粒的形状和尺寸分布对焊料粉末进行分类。焊膏的助焊剂属性，包括其分类和测试，应当依据J-STD-004或者等同标准。根据用户使用的具体工艺需求，有必要进行一些该标准以外的测试，以确定焊膏的特性是否满足最终使用工艺要求。

与该标准可一起联合使用的标准如下（在以后的唯特偶小课堂中我们也会逐一为大家进行解读）：

• J-STD-001 焊接的电气和电子组件要求
• J-STD-004 助焊剂要求
• J-STD-006 合金及焊料产品要求

 

该标准主要包括以下内容：

01 焊膏的成分和组成要求

该标准中列出了焊膏的化学组成，并规定了各成分的合理范围。

02 焊膏的性能要求

该标准规定了焊膏的性能指标，包括粘度、粘附力、塌落等。

03 焊膏的包装盒标记要求

该标准规定了焊膏的包装和标记要求，以确保产品的可追溯性和一致性。

04 焊膏的储存和使用要求

该标准规定了焊膏的储存和使用条件，以确保焊膏的质量不受损。

 

表1列举了该标准规定的测试项目及参照的检测标准。表中未列举的测试项目如铜镜、腐蚀、卤化物、SIR、ECM等请参照IPC J-STD-004C标准解读一文。（见第三期唯特偶小课堂，文末有链接。）

表1  IPC J-STD-005A 测试项目

 

（1） 焊料粉末颗粒尺寸

粉末尺寸应当按质量百分比计量，而非数量。测试粉末尺寸时，应当采用与表2尺寸匹配的标准筛网或者最接近的筛网对其进行分类。用于测试的粉末应该是未使用的粉末，而非从焊膏中提取的。

表2 占样品质量百分比--标称尺寸 （单位：μm）

 

1.1 最大粉末尺寸（研磨细度）

使用型号为CMA185或者相应的研磨细度量具（带Hegmann刻度），并根据ASTM D-1210或者IPC-TM-650测试方法2.2.14.3确定最大粉末尺寸。

1.2 焊料粉末分布

按照IPC-TM-650测试方法2.2.14、测试方法2.2.14.1或者测试方法2.2.14.2确定粉末颗粒尺寸的粉末。

测试设备及焊料粉末分布如下图1所示。

图1. 测试设备及焊料粉末分布

1.3 粉末形状

焊料粉末形状应当为球形，最大长宽比为1.25。如供需双方协商确定，其它形状应当是可接受的。

 

（2） 金属百分比

按照IPC-TM-650测试方法2.2.20测试时，合金含量的质量百分比应该在65-96%之间。金属百分比应当在用户采购订单规定标称值的±1%以内。

 

（3） 粘度

测得的粘度应当在用户规定值的±15%以内。

3.1  用于确定范围在300,000-1,600,000厘泊之间的焊膏粘度的测试方法应当符合IPC-TM-650测试方法2.4.34或者2.4.34.2。

3.2  用于确定范围在50,000-300,000厘泊之间的焊膏粘度的测试方法应当符合IPC-TM-650测试方法2.4.34.1或者2.4.34.3。

（粘度范围不同，测试方法有所差异）

 

（4） 塌落测试

测试板通常使用IPC-TM-650测试方法2.4.35中指定的陶瓷基板。鉴于测试目的，此处的桥接现象被定义为任何一处2个或2个以上的焊料颗粒相互接触且与焊料另一边相连。测试的要求见表3和表4所示，焊盘设计如图2和图3所示。

 

表3 使用0.2mm厚度模板测试要求

 

表4 使用0.1mm厚度模板测试要求

 

图2. 塌落测试模板厚度—0.20mm 

 

 图3. 塌落测试模板厚度—0.10mm

 

（5） 焊球测试

1-6型号粉末按照IPC-TM-650测试方法2.4.43需要满足如下图4所示的验收标准。

含有7型号粉末的焊膏不要求测试，应该由供需双方协商确定。 

 

图4.焊球测试标准

 

（6） 粘附力测试

应当按照IPC-TM-650测试方法2.4.44测试焊膏。应当就最小保持力和时间由供需双方协商确定。

 

（7） 润湿测试

按照IPC-TM-650测试方法2.4.45进行测试时，焊膏应当均匀地润湿铜试样，不能有退润湿或者不润湿的现象。

 

（8） 标签

制造商应当在每个焊膏的容器上标明下列信息:

IPC J-STD-005A是焊膏制造商，电子组装厂商和焊接工程师的重要参考，它帮助解决了焊接过程中可能遇到的质量和性能问题，并提供了一致的技术标准，以确保焊接工艺的可控性和稳定性。

 

附录：该标准中出现的术语和定义

厘泊：用于测量粘度的厘米-克-秒单位，等于1/100泊。

干燥：蒸发焊膏中挥发性物质的常温或者加热过程，可能会、也可能不会导致松香或者树脂熔融。

微米：长度尺寸等于1X10-6米或者39.4x10-6英寸。

流变学：对具有弹性、粘性和塑性特点物质的流动及形式变化的研究。

稀释剂（膏）：添加到焊膏中的溶剂系统或者助焊剂（膏）系统，起补充焊膏中蒸发的溶剂、调整粘度或者减少固体含量的作用。可含有活性剂，也可以不含活性剂。

粘度：因分子引力而造成的液体内部摩擦，可阻碍液体的流动。

 

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往期回顾：

唯特偶小课堂第一期：电子装联焊接基础理论

唯特偶小课堂第二期：电子装联焊接材料介绍

唯特偶小课堂 | 第三期：IPC-J-STD-004C标准解读

 

参考文献：

IPC J-STD-005A，焊膏要求.