GB T 31475-2015 电子装联高质量内部互连用焊锡膏.pdf

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1、ICS 29.045 H 21 ./.:，飞:.:.:.:.: . ;: 飞2飞._-工ir岳飞. E;)溢E芋_，_，jM_I._ . _.二-r r.飞飞.Io.: . :;:.:. . :.:.;，j , . -:. 飞飞飞.:;y-:_:;_主主立吕函-飞!，:!，Y!，:.t:唱i间:-:-:.川. 画唱唱国中华人民共和国国家标准GB/T 31475-2015 . 电子装联高质量内部互连用焊锡膏Requirements for solder paste for high-quality interconnections in electronics assembly . 2015-0

2、5-15发布2016-01-01实施飞尚jrrr 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局也古中国国家标准化管理委员会。叩 GB/T 31475-2015 前本标准与GB/T31476-2015(电子装联高质量内部互连用焊料和GB/T31474-2015(电子装联高质量内部互连用助焊剂构成完整的电子焊接材料系列标准。本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国印制电路标准化技术委员会(SAC/TC47)归口。本标准起草单位z浙江强力焊锡材料有限公司、深圳市唯特

3、偶化工开发实业有限公司、厦门及时雨焊料有限公司、云南锡业股份有限公司、信息产业部专用材料质量监督检验中心、中国电子技术标准化研究院、重庆理工大学、确信爱法金属(深圳D有限公司、中亚天津电子焊锡有限公司、浙江一远电子科技有限公司、广东安臣锡品制造有限公司、广西泰星电子焊接材料有限公司。本标准起草人z赵图强、吴晶、孙洪日、秦俊虎、何秀坤、陈方、姚文彬、王建功、余洪桂、洗陈列、伍永田。I L 占撞GB/T 31475-2015 电子装联高质量内部互连用焊锡膏1 范围本标准规定了电子装联高质量内部互连用焊锡膏(简称焊锡膏)的分类、技术要求、试验方法、检验规则和产品的标志、包装、运输、储存。本标准适用于

4、表面组装元器件和电子电路互连时软奸焊所使用的焊锡膏。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 2040 纯铜板GB/T 2828.1 计数抽样检验程序第1部分z按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T 10574(所有部分锡铅焊料化学分析方法GB/T 31476 电子装联高质量内部互连用焊料GB/T 31474 电子装联高质量内部互连用助焊剂YS/T 746(所有部分)元铅锡基焊料化学分析方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1

5、 塌陆slomp 在进行焊锡膏涂敷试验时，印刷在承印物上的焊锡膏图形发生形状变化的现象，是焊锡膏的一种缺陷。3.2 粘耐性tackin倒焊锡膏对元器件粘附力的大小及随焊锡膏印刷后放置时间增加其粘附力所发生的变化。3.3 润温wetting 熔融焊料铺展在基体金属表面，并形成平滑的焊料层，其与基体金属的夹角小于900。3.4 稀释荆thinner 带有或不带有活化剂的液态制剂或膏状物，将其添加到焊锡膏中，以调节焊锡膏的粘度和固体含量。4 分类和命名标记4.1 分类焊锡膏按合金成分可分为有铅焊锡膏和无铅焊锡膏两类，焊锡膏中助焊剂的分类见GB/T31474 GB/T 31475-2015 电子装联高

6、质量内部互连用助焊剂。4.2 命名标记焊锡膏的命名标记应符合如下规定zxxxx-x-xx-x-xxxx 下以Pa.s呻或都机C叫P焊锡膏中合金粉末类型(见表1) 焊锡膏中合金粉末质量分数焊锡膏中焊剂类型标识见5.11)焊锡膏中合金粉末化学成分合金牌号(见5.1)焊锡膏标记、命名表示示例:示J:如某一焊锡沓的焊料合金牌号是S-Sn5PbAgA，焊剂类型标识为ROM1，焊锡膏中含金粉末质量分数为85%，合金粉末类型为1型，翁度为800Pa. 5，则其表示如下:Sn5PbAgA-ROM1-85-1-800Pa 5。5 要求5.1 化学成分焊锡膏中焊锡粉化学成分应符合GB/T31475的规定。5.2

7、杂质含量焊锡膏中焊锡粉杂质含量应符合GB/T31475的规定b5.3 尺寸分布焊锡膏中焊锡粉尺寸分布及规格类型应符合表1的规定。表1焊锡粉尺寸分布及规格类型汇总表焊锡秘最大少于1%质量分数至少80%质量分数至少iXl%质量分数类型颗粒尺寸颗粒尺寸颗粒尺寸颗粒尺寸m m m m 1 160 150 15075 2 80 75 7545 3 50 45 4525 4 40 38 3820 5 28 25 25-15 6 18 15 15-5 5.4 形状最多10%质量分数颗粒尺寸m 20 20 20 20 15 5 焊锡粉形状应为球形，允许1、2和3型焊锡粉与4、5和6型焊锡粉长轴与短轴的最大比分

8、别为1.52 GB/T 31475-2015 和1.2的近球形，球形粉和近球形粉质量之和应不低于90%。5.5 合金粉末含量焊锡膏中合金粉末质量分数应在65%96%范围内。5.6 黯度焊锡膏蒙古度应在产品标称值的士15%范围之内。5.7 塌陷5.7.1 0.20 mm模板试验用0.20mm模版印刷0.63mm X 2.03 mm图形，当采用试验方法6.5.2.2a)时，间距不小于0.56 mm，焊锡膏图形之间不应有桥连现象;当采用试验方法6.5.2.2b)时，间距不小于0.63mm，焊锡膏图形之间不应有桥连现象。用0.20mm模版印刷0.33mm X 2.03 mm图形，当采用试验方法6.5.

9、2.2a)时，间距不小于0.25 mm，焊锡膏图形之间不应有桥连现象z当采用试验方法6.5.2.2b)时，间臣不小于0.30mm，焊锡膏图形之间不应有桥连现象。5.7.2 0.10 mm模板试验用0.10mm模版印刷0.33mmX 2.03 mm图形，当采用试验方法6.5.2.2a)时，间距不小于0.25 mm，焊锡膏图形之间不应有桥连现象;当采用试验方法6.5.2.2b)时，间距不小于0.30mm，焊锡膏图形之间不应有桥连现象。用0.10mm模版印刷0.20mm X 2.03 mm图形，当采用试验方法6.5.2.2a)时，间距不小于0.175 mm，焊锡膏图形之间不应有桥连现象F当采用试验方

10、法6.5.2.2b)时，间距不小于0.20mm，焊锡膏图形之间不应有桥连现象。5.8 锡珠试验焊锡膏锡珠试验按表2规定进行评级，试验结果不能低于2级。表2锡珠试验评定标准级别试验结果1 每个焊锡音点熔化后，分别形成单一的焊料球，任一焊料球旁边都不出现1个以上独立的锡珠2 每个焊锡膏点熔化后，分别形成单一的焊料球，任一焊料球旁边出现的独立的锡珠的数量不多于3个3 每个焊锡膏点熔化后，分别形成单一的焊料球，任一焊料球旁边出现的独立的锡珠的数量多于3个，但这些锡珠尚未形成半连续的环状排列每个焊锡膏点熔化后，分别形成单一的焊料球，任一焊料球旁边有大量的锡珠，且形成了半连续的环状排4 列F或者焊锡膏熔化

11、后在焊料球旁边形成了直径大于75m(或大于50m，针对用5或6型合金粉末制作的焊锡膏)的锡珠注z对于用类型为1、2、3或4型合金粉末制作的焊锡膏，每个锡珠的直径应不大于75m;对于用类型为5或6型合金粉末制作的焊锡霄，每个锡珠的直径应不大于50m.3 二G/T 31475-2015 5.9 粘附性当按6.8试验时，焊锡膏印刷后其粘附力最小值应在产品标称值的士30%范围之内。5.10 润湿性当按6.9试验时，焊锡膏的润湿性应达到表3中1级或2级的评定标准。表3焊锡膏润湿性评定标准级别试验结果1 焊锡音中的熔融焊料润湿了试样，并且铺展至施加了缉锡音的区域的边界之外2 试样上施加了焊锡营的区域完全被

12、焊锡膏中的熔融焊料润湿3 试样上有部分(面积比不大于15%)施加了焊锡膏的区域未被焊锡音中的熔融焊料润湿4 试样上有明显(面积比大于15%)施加了焊锡膏的区域未被焊锡音中的熔融焊料润湿，或焊锡营中的熔融焊料形成两个或两个以上的焊料润湿麦丽5.11 助焊荆性能焊锡膏中崩焊剂性能和类型应符合GB/T31474的要求。6 试验方法6. 1 6.2 6.2.1 化学成分焊锡膏合金粉的化学成分按GB/T10574或YS/T746进行测量。合金粉末尺寸分布试瞌方法仪器设备和材料所需设备和材料如下za) 稀释剂pb) 搅拌棒zc) 50 mL量杯zd) 显微镜E放大倍数100倍以上;e) 测量目镜z卖度10

13、m;。显微镜载物片，g) 天平z精度士0.01go 6.2.2 试验步骤将处于室温状态的焊锡膏搅拌均匀，称取1g放入干净的量杯中并加入4g稀释剂，充分搅拌稀释剂与焊锡膏，使其成为均匀的混合物。在干净的显微镜载物片上滴一小滴混合物并盖一个干净的玻璃片，轻轻按压使其在两个玻璃片之间铺展。用显微镜观察视野范围内大约50个合金粉末颗粒的尺寸，测量它们的长轴与短轴，逐个推算出其质量，并按尺寸分布档计算总量及其质量分数，按表4记录。4 GB/T 31475-2015 表4合金粉末尺寸分布试验记录表尺寸160 150 150-75 80 75-45 75 m 2型合金粉末质量g 4 质量分数% 尺寸50 4

14、5 45-25 40 38 38-20 30 25 25-15 20 15 15-5 0十10%)守，则结果视为无效，待样品静置稳定后重新进行试验，按上述方式对结果进行判定。6.4.4.2 Brookfield螺旋针转子或Malcom螺旋泵式黠度计记录稳定时的数据，即为焊锡膏样品的蒙古度值。6.5 塌陷试验6.5.1 仪器设备和材料所需设备和材料如下=a) 模版(漏印版):分别按图1和图2的规定Fb) 试样载体E采用尺寸为76mmX25 mm，厚度至少1mm的磨砂玻璃片作为标准试样载体，也可采用与其等效的氧化铝基板或环氧玻纤布基板F试样载体数量为4块zc) 刮板zd) 温控加热炉z7 GB/T

15、 31475-2015 e) 10倍放大镜。6.5.2 试验步骤6.5.2.1 试样准备按下列程序准备试样za) 用两种厚度(不同开口尺寸)的模版(见图1和图2)分别在两个载体上印刷焊锡膏图形，形成4个试样，印刷的焊锡膏图形应均匀，图形以外不能有残余焊锡膏;b) 将每种模版印刷而成的两个试样分别编为1桥和2养。6.5.2.2 试验按下列程序进行试验za) 将两个l持和两个俨印刷有焊锡膏图形的试样置于温度为25C土2C和相对湿度为50%士10%的环境中15min20 min后，先检验两个俨试样是否有桥连;b) 将经过6.5.2.2a)试验后的两个俨试样，放置在以升温速率为30C/min的温控加热

16、炉中，并加热至145C士5.C (低温焊膏在其合金粉末固相线或共晶点温度以下20.C 30 C) ，放置时间为10min15 min.然后取出试样，冷却至室温，再检验其是否有桥连现象。6.5.3 记录和评定将试样上焊锡膏图形之间发生桥连的间距填人表5和表6中的相应位置，作为评定焊锡膏塌陷性能的依据。表5用0.2mm厚模版印刷的焊锡膏图形桥连记录表焊锡膏图形尺寸焊锡膏图形尺寸mm mm 0.60 X 2.00 0.30X2.00 间距(a)组图形(b)纽图形间距(c)组图形(d)组图形口1口1口1m0.79 0.45 0.71 0.40 0.63 0.35 0.56 0.30 0.48 0.25

17、 0.41 0.20 0.33 0.15 0.10 0.06 8 GB/T 31475-2015 用0.1mm厚模版印刷的焊锡膏圈形桥连记录表焊锡膏图形尺寸焊锡膏图形尺寸mm m口10.30X2.00 0.20X2.00 间距(a)组图形(b)组图形间距(c)组图形(d)组图形mm mm 0.45 0.30 0.40 。.250.35 0.20 0.30 / 0.175 0.25 0.15 0.20 0.125 0.15 0.10 0.10 0.075 0.06 表6a 间距0000 DDDOODDOD 间距漏孔尺寸AO. 63 Ji1mX2. 03 mm 一一每排有14个相同尺寸的漏孔一钳对

18、应皑处的问距相同一+仁二1E二二1E二3E二2E二3E二二E二3E二3E二2E二3竖排0.06四n_仨:=:!0.10 mm一-0.15mm一-1=司。.20Iluh-醉芒二二二二雪。.?mm-c兰兰主1l.30mm - . 一一一叮O. J5mm-唱-二二二二:O.40mm一-一一一亿二丁寸唱一-0.45mm_一一O. 40 irUI1干-些_.0.35 mm_: ._. 0.30mm一，-，-0.25mm一-兰0.20mm一一_r=二J0.15mm一一二0.10mm一-0.08mm一-间距m川山nHHHU nHHHHHU nHHHU nHHHHu nHHHHU nHHHHU nHHHHU

19、nHHHHU nHHHHU nHHHHU nHHHHU nHHHHU nHHHHM 间距、.漏孔尺寸g0.33 mmX2. 03 mm 一一每排有18个相同只寸的漏孔一一每排对应位置处的间距相同9 0.2 mm厚度塌落试验模版圄1GB/T 31475-2015 漏孔尺寸:0.20 mmX2. 03 mm 一一每排有16个相同尺寸的漏孔一-每排对应位置处的问距相同O. 08 mm一-. -.1 0.10mm一-1-_0.15mm-一-=I0.20mm一一-=O. 25 mm一一-:=:0.30mm-=二二二-0.35 mm-:= 0.40mm一一-=O. 45 mm一-一一一-一一-O. 40

20、mm一_C:=:=:J0.35mm一-二二二=:-一竖排。.30mm-一-:=:0.25 mm-:= 0.20mm一-=王0.15mm-一-=:!0.10mm一-O. 08 mm-一-nHHHHHHu nHHHHHHHU nHHHHHHU nHHHHHHU nHHHHHU nHHHHHHU nHHHHHHU nHHHHHHU nHHHHHU nHHHHHHU HHHu nHHHHHU mM 间距间距唱0-0.075 mm 唱_U.IUmm4串一-0.125mm.Ei;Ef+ r:=:=:二2-0.25mm E二二-0.30mmr一-.唱阜一-0.25mm E部间距间距n川川川un川川川川unH

21、川川U门川un川川川川unHH川un川川川un川川川川un川川川un川川川un门川川U门川川un门川川un川川川川un川川川um川山漏孔只寸z0.33 mmX2. 03 mm 一-每排有18个相同尺寸的漏孔一-每排对应位置处的间距相同圄20.1 mm厚度塌落试验摸版6.6 锡珠试验6.6.1 仪器设备和材料所需仪器设备和材料如下za) 金属模板z对采用1、2、3和4型合金粉末的焊锡音用的金属模板，其尺寸为76mmX25 mm XO.2 mm，在金属模板上至少要有3个直径为6.5mm、中心间距为10mm的圆形漏孔。对采用5和6型合金粉末的焊锡膏用的金属模板，其尺寸为76mmX25 mmXO.1

22、mm，在金属模极上至少要有3个直径为1.5mm，中心间距为10mm的圆形漏孔;b试样载体z试样载体为氧化铝基板，厚度为0.6omm户【.、斗.、.崎.2岛5mm。也可采用其他的不润湿基板zc) 加热板Fd) 表面温度计;e) 放大镜:10倍20倍s。显微镜:100倍150倍;g) 测量目镜z亥tl度10m;h) 刮板;i) 溶剂pj) 去离子水。6.6.2 试验步骤将处于室温的焊锡膏搅拌均匀后用规定的金属模板将其印刷到试样载体上，形成试样，共做两个试10 GB/T 31475-2015 样。焊锡膏要填满金属模板的每个漏孔并刮平，将试样放置在温度25c士2C和相对湿度50%士10%的环境中待用;

23、将第一个和第二个试样分别在焊锡音印刷后的15min土5min和240min士15min 内放在加热板上进行加热，加热板的温度应控制在焊锡膏中合金粉末的液相线(或共晶点)温度以上25 c 30 c范围内，待焊锡膏中的合金粉末熔化定型后，以水平方式将试样从热板上取出，合金粉末熔化定型后，试样在热板上的放置接触时间应不超过10So 6.6.3 结果评定试样冷却至室温后，用放大镜检查试样是否有锡珠产生;用显微镜观察焊料球旁边的锡珠，并测量锡珠尺寸F将试验结果与表2的评定标准进行比较，确定锡珠试验结果的等级，图3为锡珠试验结果的典型照片。时首选b) 可以接受c) 难以接受d) 不能接受圄3锡珠试验结果1

24、1 GB/T 31475-2015 6.7 粘附性试验6.7.1 仪器设备和材料6.7.1.1 在测试时能以规定速度可准确测定粘附力的其他设备z测试设备应具有一个直径为5.10mm 士0.13mm、底面光滑平整的不锈钢探针，并能调整至与被测试样表面平行。探针能以可控的速度和可控的接触力接触试样，从被测试样表面以可控的速度撤回探针时，可记录探针与被测试样脱开时所需的最大力;6.7.1.2 试样载体z试样载体为覆铜锚环氧玻纤布基板(即PCB基板)，也可采用与其等效的其他基板，最小长度和宽度为75mm和25mmo 6.7.2 试验步骤在试样载体上至少印刷3个直径不小于6.5mm的焊锡膏图形，焊锡膏图

25、形间距应不小于10mm, 并以适当方式加以标记，以辨别试样印刷焊锡膏后的放置时间。准备好的试样在测量前应贮存在温度为25c士2C和相对湿度为50%士10%的环境中。在试验探针下水平放置试样，并使探针对准3个焊锡膏图形中的一个，再以2.5mm/min士0.5mm/min的速度和3.0N士0.3N的力使试验探针接触焊锡膏图形，在此力施加后的5s内，以2.5mm/min士0.5mm/min的速度从焊锡膏图形撤回探针，并记录测试探针脱离焊锡膏图形时所用的最大力。在相同测试条件下，至少再测量5次，取其平均值作为粘附力结果，并记录被测试样印刷焊锡膏图形后的放置时间。6.7.3 结果评定焊锡膏初始粘附力的评

26、定应在焊锡膏印刷后立即进行，如有必要，再测定焊锡膏印刷后粘附力随放置时间的增加而发生变化的数值，焊锡膏粘附力测试结果以下列方式给出za) 初始粘附力值zb) 初始粘附力值下降至其80%的时间(h); 。在规定的保持时间之内，其粘附力的最小值。6.8 润湿性试验6.8.1 仪器设备和材料所需仪器设备和材料如下za) 加热板pb) 试样钳zc) 400 mL烧杯Fd) 10倍放大镜;e) 5%质量硫酸溶液zf) 去离子水zg) 异丙薛z分析纯Fh) 助焊剂清洗剂zi) 模版z模版厚度为0.2mm，模版上至少有3个直径为6.5mm的圆形孔，孔的中心距最小为10 mmo 12 GB/T 31475-2

27、015 6.8.2 试验步骤将符合GB/T2040厚度为0.8mm的无氧铜片制备成76mmX25 mm的长方形试样件，用5%硫酸搭液清洗15min20 min，水洗，异丙薛漂洗，室温干燥，在去离子水中放10min，在空气中晾干30 min;用选定的模版将焊锡膏印刷在试样件上，按6.6.2加热试样件并冷却至室温后，用清洗剂除去其表面残留助焊剂。6.8.3 结果评定用10倍放大镜目检，并根据表3的评定标准确定焊料润湿的等级。6.9 助焊荆性能试验焊锡膏中助焊剂性能试验方法按GB/T31474的规定进行。7 检验规则7.1 检验分类检验分为交收试验(见7.3)和例行试验(见7.的。7.2 检验批检验

28、批应由同时提交的、同一牌号、类型和规格的产品组成。7.3 室收试验7.3.1 抽样方案抽样应按GB/T2828.1的特殊检验水平5-1、一次正常抽样方案进行。7.3.2 试验项目检验项目、顺序及接收质量限应按表7的规定进行。表7变收试验试验项目要求章条号方法章条号接收质量限(AQL)合金粉末含量5.5 6.3 1.5 教度5.6 6.4 4.0 塌陷5.7 6.5 2.5 润湿性5.10 6.8 1.5 7.3.3 合格判据交收试验有一项不合格，应从该批产品中再取双倍数量的试样进行该不合格项目的复验，复验结果不合格，则整批不合格。13 G/T 31475-2015 7.4 例行试验7.4.1

29、试验项目焊锡膏的例行试验周期为一年。试验项目应按表8的规定进行。试验顺序应以不影响后序试验结果的原则进行试验。表8i同行试验试验项吕要求章条号方法章条号备注合金成分5.1 6.1 杂质含量5.2 6.1 尺寸分布5.3 6.2 形状5.4 6.2 合金粉末含量5.5 6.3 蒙古度5.6 6.4 塌陷5.7 6.5 锡珠试验5.8 6.6 润湿性5.10 6.8 卤素含量5.11 6.9 干燥度5.11 6.9 铜板腐蚀5.11 6.9 铜镜腐蚀5.11 6.9 绝缘电阻5.11 6.9 电迁移5.11 6.9 7.4.2 样本大小例行试验样本应从经交收试验检验合格的批次中随机抽取3个最小包装

30、的焊锡膏产品。7.4.3 不合格判定若有一项检验不合格，则例行试验为不合格。7.4.4 不合格的处理若例行试验不合格，则产品应停止交收试验和生产，并由供需双方协商解决该周期内交收的产品。生产厂家应找出原因，立即在生产中采取措施，直到例行试验合格，方可恢复产品的交收试验。8 标志、包装、运输和储存8.1 肉包装焊锡膏应装人对其性能无影响的容器，并密封，净含量一般分为0.5kg、1.0峙，在容器外面应注明:14 .、a) 产品名称Fb) 产品牌号zc) 净质量zd) 贮存要求及贮存期zd 生产批号;f) 生产日期zg) 生产厂家名称。8.2 外包装GB/T 31475-2015 焊锡音外包装箱应采

31、用泡沫箱、纸箱或木箱，每箱净含量不超过20kg，每批产品应附带产品质量合格证。包装箱外应注明za) 产品名称;b) 数量;c) 生产厂家名称。8.3 运输焊锡膏在运输过程中应避热和防震。8.4 储存焊锡膏应在oC10 C避光条件下储存，储存期为3个月，自生产之日开始计算。8.5 产品质量合格证每批焊锡膏应附产品质量合格证，其中注明za) 生产厂家名称;b) 产品名称zc) 产品标记、命名Fd) 净质量;e) 各项试验结果及检验部门印章。EON-mh叮户的H筒。华人民共和国家标准电子装联高质量内部互连用焊锡膏GB/T 31475一2015国中 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100029)北京市西城区三里河北街16号(10004日网址总编室:(010)68533533发行中心:(010)51780238读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张1.25字数32千字2015年4月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2015年4月第一版 21. 00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价书号:155066. 1-51281 GB/T 31475-2015 打印H期:2015年6月2HF002