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" />焊錫合金的品質(純度)對于成功的焊接是關鍵的。在一個合金中的過高不純度將負面地影響焊接點的形成,最終影響焊接點的品質和可靠性。J-STD-006是三個有關焊接材料的文件之一,其余兩個是J-STD-004《焊接助焊劑的要求》和J-STD-005《錫膏的要求》。
有關焊接合金的關鍵詞匯與定義如下:
合金:由兩種或以上的化學元素組成,其中至少一種是金屬元素,具有金屬特性的物質。
基底金屬:將被焊錫濕潤的金屬表面。基底金屬表面在焊接期間沒有必要熔化。
共晶:從固態到液態變化不經過塑性階段的一種合金。它也是對任何給定合金的最低熔化溫度。例如,共晶錫鉛焊錫合金具有單一的熔點溫度183°C(361°F)。
助焊劑:一種化學活性化合物,通過去掉氧化物和其他污染物來準備將要焊接的金屬表面。它也防止金屬表面再次氧化,直到焊接完成。
液相:焊錫合金從固態或膏狀轉變到液體形式的溫度。
焊錫:低于500°C(932°F)熔化的金屬合金。
固相:焊錫合金從液態或膏狀轉變到固態的溫度。
濕潤:一種相對均勻、平滑、無間斷和粘附的焊錫薄膜在基底金屬的表面形成。
J-STD-006覆蓋了各種的焊錫形式,包括錫條、錫線、錫帶、錫粉和特殊的焊錫(即電極、錫錠、端部帶鉤的錫條、小錫球、預成型等)。錫條和錫粉通常沒有助焊劑,而錫線、錫帶和特殊焊錫可能是沒有助焊劑的、助焊劑夾心的、助焊劑覆蓋的或者夾心與覆蓋結合的。
合金的名字中含有主要的元素(即,錫、鉛、銀等)及其數量,百分比。例如,共晶錫/鉛焊錫由Sn63/Pb37代表。這意味著該合金含有63%的錫和37%的鉛。短的合金名稱通常用于指定焊接合金。正如J-STD-006中所描述的,合金名稱含有五個字符,由下列規則來定義:
代表合金中主要元素的兩個字母的化學符號。J-STD-006第6.4節含有選擇關鍵元素的專門規則。
兩位數字規定合金中關鍵元素的百分比。
單個字母表示可允許合金純度的變量。
例如,Sn63/Pb37的短名是Sn63。其他常見的例子包括Sn60/Pb40,短名Sn60;Sn62/Pb36/Ag02,短名是Sn62。
一個合金中的主要元素(即錫和鉛)無疑是所希望的,而任何其他元素顯然認為是不純凈的。焊錫合金必須是主要元素的同質混合物,因此每個顆粒(即錫粉)都是相同的合金。通常,消除所有不純物質在技術上和經濟上是不可行的,但是不純的數量必須維持在或者低于所規定的水平。在一個合金中每個元素的數量可以通過任何標準的分析方法來決定。不純元素,在質量上,將不超過下列數值(對于后綴為A, B, C或E的合金):
Ag(銀): 0.100
Al(鋁): 0.005
As(砷): 0.030
Au(金): 0.050
Bi(鉍): 0.100
Cd(鎘): 0.002
Cu(銅): 0.080
Fe(鐵): 0.020
In(銦): 0.100
Ni(鎳): 0.010
Pb(鉛): 0.200
Sn(錫): 0.250
Zn(鋅): 0.003
Sb(銻)A合金: 0.500
Sb(銻)B合金: 0.200
Sb(銻)C合金: 0.050
由D后綴的合金是超純合金,用于無障礙芯片安裝的應用。在這些合金中,結合的不純度數量,在質量上,將不超過0.05。對于具有E后綴的合金,在質量上,Pb的數量不超過0.10,Sb不超過0.20。再生材料可以并且應該使用;可是,它必須符合原材料使用的相同純度標準。
曾經在Pb基的焊錫中加入少量(0.2-0.5%)的Sb,以防止錫瘟(tin pest)(超純的錫在很低的溫度下從一種金屬形式轉變成一種白色粉末)。可是,這個要求已經被取消了,因為研究表明少量的幾乎任何其他金屬元素都產生同樣的結果。
當要求低溫焊接時,使用鉍合金。不幸的是,鉍合金通常展示較差的濕潤特性,并有很高的絕緣特性。
當需要焊接鍍金的表面時,銦合金提供一些優勢。可是,120°C的低溫焊接不應該超過太長時間。當銦合金暴露到高溫、高濕或鹽分條件下時,應該考慮保形涂層或氣密封接。
銀合金通常與含有銀電鍍的元件(即電容)一起使用,以防止在回流焊接運作中銀電鍍層的析出。
在J-STD-006中有許多有用的表格,包括:
表二助焊劑類型與標定符號
表四標準焊錫粉末
表A-1焊錫合金的成分、短名和溫度特性
表A-2合金名與固態和液態溫度的對照表
表A-3合金短名與合金名稱的對照表
在J-STD-006中解釋了八項有關的試驗:
焊錫粉末顆粒尺寸分布 - 類型1-4的篩選方法
焊錫粉末顆粒尺寸分布 - 測量顯微鏡法
焊錫粉末顆粒尺寸分布 - 光學圖像分析法
最大焊錫粉末顆粒尺寸的決定
在助焊劑覆蓋或助焊劑夾心焊錫上/中的助焊劑百分比
助焊劑殘留的干燥度
助焊劑夾心錫線的噴濺
焊錫池的測試