IEC和IPC强调传统测试方法在确保无铅电子组件可靠性方面的不足
<p>Gen3 Systems常务董事、IEC和IPC测试标准委员会会员Graham Naisbitt表示，无铅执行已使制造商对可焊性和"焊接能力"测试加以区分的需要更为迫切，其旨在避免破坏用于关键应用的电子组件的完整性。<br/><br/>Gen3 Systems Limited MD公司的Graham Naisbitt唤起了人们的注意，即需要对可焊性--显示表面涂层坚固程度的软焊料润湿元件接点和PCB（印刷电路板）焊盘的能力进行的数量测量--和"焊接能力"--用来描述一种特定的焊料和焊剂混合物共同作用、焊接元件至PCB上的能力的术语清晰地加以区分。<br/><br/>尽管它算不上是新问题，但随着欧盟有害物质限制（RoHS）限期到来、以及最新国际电工委员会（IEC）和电子联机工业协会（IPC）焊接标准发布之后无铅焊接成为了规范，这个问题已变得更加关键。<br/><br/>先前使用锡/铅合金的制造商可通过调整焊接流程来补偿不良可焊性问题--从而改进了组装部件的焊接能力。但是，由于这种工艺相比之下更不易返工，因而它不适用于无铅焊接。从而在装配前确定元件和PCB的可焊性对于目前高可靠性电子产品制造商来说极为重要。<br/><br/>Naisbitt说："考虑到IEC和IPC推荐的高锡含量合金的坚固特性，可焊性测试现在需要更高的精度、可重复性和再现性。尽管调整焊接流程可能用来解决不良可焊性的问题、提高一些使用常见含铅合金的组件的焊接能力，这对于无铅焊接合金根本毫无用处--尤其是在免清洗工艺中。不可靠的焊接接点几乎是不可避免的。"<br/><br/>Naisbitt继续说："装配商须明确地认识到他们正使用可焊性已知且合意的板和元件、其可焊性将始终保证在其已确立的最优化工艺中进行令人满意的焊接，且无须任何调整。"<br/><br/>Naisbitt断定："较高的焊接温度和无铅热问题、以及多种其它工艺化学品间未被验证的板上电气化学及污染反应都太过复杂且很难充分了解，从而无法随意改变焊接工艺流程。"<br/><br/>在进行包括3万次单独测试的广泛焊接分析后，即将到来的新IPC标准承认根据所要求精度进行大量可焊性测定时，润湿平衡力测量和熔滴测试比传统的"浸视法"手工判断更佳，从而无须对焊接流程进行调整。<br/><br/>传统"浸视法"--它十分受欢迎、快速而便宜--存在的主要问题是其缺乏足够的测量仪器重复性与再现性（或简称Gauge R&R）。当由不同的人在不同时间执行时，这是测量重复性与再现性测试结果的一种方法。<br/><br/>IPC称："相信浸视法具备相当好的Gauge R&R的用户将感到极度震惊。IPC委员会也一致认为若无可证实的行业认可的Gauge R&R价值，将不把任何新型可焊性测试法引进该标准。"<br/><br/>"IEC推荐润湿平衡力测量和熔滴测试，而我们正尝试协调标准文件来为其所规定的方法提供令人满意的Gauge R&R。"<br/><br/>由于电子产品的可靠性取决于焊料的性能，因而定义新的测试方法十分关键。Naisbitt说："由于强制性的环境因素，我们不得不转向无铅焊料合金。悲哀的是这意味着由可靠的锡/铅合金转向尚未进行过如此密集的性能分析的其它选项。"<br/><br/>他说："对于转向较低可靠性、经受过较少测试的合金，若消费者的生命依赖于此的话，他们可能感觉不太安全，例如若他们乘坐在一架大飞机上的话。我们的任务是减少、或可能的话移除所有的疑虑；但这是一项极为艰巨的任务。"<br/><br/>Gen3 Systems生产了面向润湿平衡力测量和熔滴测试的MUST SYSTEM可焊性测试器。该设备同时为锡/铅和无铅合金测试的理想选择，且已被行业采用了数年。公司还生产了一种无铅焊槽和熔滴套件以及无铅附件用具包，使现有的MUST可焊性测试器所有者能继续使用其设备。<br/><br/>为支持向无铅合金的转变，MUST可焊性测试器（IPC-J-STD 002 及003）新标准及其获奖的Auto-SIR（IPC 9201A SIR手册及 IPC-TM-650, 2.6.3.7）将于（北半球）今年夏季出版。<br/><br/>有关无铅可焊性测试的详情请参见Gen3 Systems的网站（www.gen3systems.com）。<br/><br/>向无铅焊料的转变<br/>锡/铅焊料一直都伴随着电子行业的成长。IEC将这些合金规定为Sn60Pb40A、Sn63Pb37A或Sn62Pb36Ag02B。四十年来，锡/铅合金的长期性能已得到了深入研究。IEC和IPC已出版了广泛的文件、标准和测试方法，使制造商得以查明其电子组件的可靠性。<br/><br/>现在欧盟禁止电子组件中含铅，且禁止在欧盟成员国内出售含铅组件。日本、加州和中国很可能将推出类似性质的立法。IEC和IPC委员会正努力试图和确保对现有标准的修订版本将尽快出台，但这两个组织在2006年年底前都尚无文件公布。但是，IEC和IPC都在推荐高锡合金为锡/铅合金的最佳替代品。<br/><br/>IEC特别声明："首选的合金成分应为Sn96.5Ag3.0Cu0.5或Sn99.3Cu0.7。由3-4%的银和0.5-1%的铜及由锡构成的剩下部分组成的合金也可替代Sn96.5Ag3.0Cu0.5来使用。由0.45-0.9%的铜和由锡构成的剩下部分组成的焊料合金也可替代Sn99.3Cu0.7来使用。"<br/><br/>IPC声明："J-STD-006规定，焊料成分应为锡（Sn）96.5银（Ag）3.0铜（Cu）0.5（SAC305）。"若用户和商家间达成协议，IPC允许使用其它无铅焊料合金。<br/><br/>高锡合金未被同样描述为传统的锡/铅焊料。虽然IEC和IPC一直在迅速收集有关无铅合金长期性能的数据，但全面的信息可用尚需一段时间。从而，IEC和IPC都在为产品将用于关键安全性应用的制造商制定全面的测试体制--以及令人满意的Gauge R & R。 </p>
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