锡膏回流检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-28  

锡膏回流检测是电子制造关键环节的质量控制技术,聚焦温度曲线稳定性、焊点冶金结合质量及工艺可靠性评估。检测覆盖预热至冷却全流程参数,涉及焊料润湿性、金属间化合物厚度、焊点缺陷等核心指标,为电子产品可靠性提供数据支撑。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

温度曲线参数:检测锡膏回流过程中各阶段温度变化,包含预热区温度范围(150~180℃)、保温区时间(60~120s)、回流区峰值温度(235~260℃)及持续时间(30~60s)、冷却区斜率(-1~-3℃/s)。

焊点润湿性:评估焊料在母材表面的铺展能力,测量润湿平衡时间(≤5s)及润湿力值(≥8gf)。

焊点剪切强度:测试焊料与母材结合力,平均剪切强度(无铅≥40MPa,有铅≥30MPa),记录断裂模式(界面断裂、混合断裂、焊料内聚断裂)。

金属间化合物(IMC)厚度:检测Cu6Sn5等化合物厚度,平均厚度(无铅≤5μm,有铅≤3μm),最大厚度阈值(无铅≤8μm,有铅≤5μm)。

焊料球数量与尺寸:统计直径≥0.1mm的焊料球数量(≤5个/焊盘),测量单个球直径分布(0.1~0.3mm占比≥90%)。

锡膏熔点:测定共晶温度及熔程,液相线温度(无铅Sn-Ag-Cu为217±2℃,有铅Sn63Pb为183±1℃),熔程宽度(≤5℃)。

锡膏金属含量:分析Sn、Ag、Cu等主要成分占比,各元素质量百分比误差(≤±0.5%)。

冷却速率:计算冷却阶段温度下降速率,平均冷却速率(无铅≥2℃/s,有铅≥1.5℃/s),最大/最小速率偏差(≤±0.5℃/s)。

氧化物残留量:检测焊料表面氧化物含量,氧元素质量分数(≤0.05%)。

助焊剂残留量:测量焊点表面助焊剂残留物质量,单位面积残留量(≤0.5μg/mm²)。

焊点空洞率:通过成像技术检测焊点内部空洞,空洞总面积占比(≤10%)。

检测范围

无铅锡膏:铅含量低于0.1%的环保型焊接材料,适用于消费电子、通信设备等对有害物质限制严格的场景。

有铅锡膏:铅含量通常为63Sn/37Pb的传统材料,用于对成本敏感且无铅兼容性要求低的电子组装。

高温锡膏:熔点高于230℃的无铅合金(如Sn-Ag-Cu-Bi),用于汽车发动机舱、功率模块等高温环境焊接。

低熔点锡膏:熔点低于200℃的合金(如Sn-Bi),用于敏感元件(如LED、传感器)焊接以避免热损伤。

双面贴装PCB:需控制上下层温度差异的电路板,避免底层焊点因二次加热导致二次熔化或氧化。

密度SMT电路板:焊盘间距≤0.2mm的精密电路板,重点检测微小焊点质量及桥连、少锡等缺陷。

BGA封装器件:球栅阵列焊接的集成电路,需检测底部焊点空洞率、润湿性及焊球共面性。

QFP封装元件:四方扁平封装的半导体器件,关注引脚共面性、焊点轮廓完整性及抗机械应力能力。

汽车电子模块:需满足AEC-Q200标准的车载电路板,检测高温高湿(85℃/85%RH)环境下的焊接可靠性。

医疗电子设备:涉及生物相容性的精密仪器电路板,检测焊料毒性物质析出及长期老化后的连接稳定性。

检测标准

ASTM E2371-13:电子组装焊接温度曲线测试方法,规定热板及红外测温设备的操作流程与数据处理要求。

ISO 9455-18:2002:助焊剂润湿平衡测试标准,明确测试温度(235℃)、时间(30s)及润湿力计算方法。

GB/T 4677.14-2008:印制板测试方法,规定焊点可焊性测试的试验条件(温度235℃,时间3s)及合格判定准则。

J-STD-020D.1-2017:无铅焊料回流焊接工艺标准,定义Sn-Ag-Cu、Sn-Ag-Cu-Ni等合金的温度曲线温度范围及时间阈值。

IPC-A-610H-2020:电子组件的可接受性标准,规定焊点外观(如光泽、裂纹)、机械性能(如拉力)的验收等级(Class 1/2/3)。

GB/T 20422-2018:无铅钎料化学成分规范,限定Sn-Ag-Cu(0.5~3.0Ag,0.5~3.0Cu)、Sn-Bi(57Bi)等合金的元素含量范围。

ANSI/IPC-TM-650 2.4.35:焊料球测试方法,规定焊料球数量(≤5个/焊盘)及尺寸(直径≥0.1mm)的检测标准。

ASTM D2794-01(2019):金属表面氧化物含量测定方法,采用重量法分析氧元素质量分数,精度±0.001%。

IPC-J-STD-004B-2016:助焊剂性能规范,明确助焊剂活性(卤素/非卤素)、卤素含量(≤0.75%)及残留要求(离子污染≤1.56μg NaCl/cm²)。

GB/T 13556-2014:锡铅钎料拉伸试验方法,规定剪切强度测试的试样制备(尺寸25mm×1.5mm)、设备要求(精度±1%)及数据处理方法。

检测仪器

红外热像仪:采用非接触式测温技术,配备1024×768像素红外探测器,可实时采集温度曲线并分析各区域温差,空间分辨率≤10μm,温度测量精度±1℃,用于回流过程温度曲线检测。

X射线检测系统:利用X射线穿透性成像,分辨率可达5μm,支持二维/三维成像,可检测焊点内部空洞、虚焊及IMC层厚度,成像视野范围100mm×100mm,用于焊点内部结构分析。

微力拉力测试机:配置高精度力传感器(量程0.1N~50N),位移分辨率0.01mm,用于测量焊点剪切强度及剥离力,支持断裂模式自动识别,测试速度范围0.1~10mm/min。

金相显微镜:配备偏光模块及图像分析软件,放大倍数50X~1000X,可观察IMC层微观结构(如柱状晶形态),测量厚度及形貌特征,图像分辨率≤1μm。

差示扫描量热仪(DSC):采用高灵敏度热电偶(精度±0.1℃),温度范围-180℃~700℃,升温速率0.1~10℃/min,用于测定锡膏熔点及熔程,样品量5~20mg,热流测量精度±0.5mW。

自动光学检测仪(AOI):搭载500万像素CCD相机,分辨率5~10μm,可检测焊点外观缺陷(如桥连、少锡、焊料不足),检测速度≥30cm²/s,支持2D/3D轮廓测量。

粒子计数器:采用激光散射原理,粒径检测范围0.1μm~5μm,流量0.1cfm~500cfm,用于监测回流过程中焊料氧化颗粒数量,计数效率≥95%。

热机械分析仪(TMA):配置高精度位移传感器(分辨率0.1μm),温度范围-150℃~1000℃,位移测量精度±0.5μm,用于测量冷却速率及热膨胀系数,升温/降温速率0.1~20℃/min。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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