ГОСТ Р МЭК 60068-2-54-2017 Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 2-54. Испытания. Испытание Ta: Испытание на паяемость электронных компонентов методом баланса смачивания.
ГОСТ Р МЭК 60068-2-54-2017
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИСПЫТАНИЯ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ
Часть 2-54
Испытания. Испытание Та: Испытание на паяемость электронных компонентов методом баланса смачивания
Environmental testing - Part 2-54. Test Ta: Solderability testing of electronic components by the wetting balance method
ОКС 31.190
Дата введения 2017-07-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Авангард" (ОАО "Авангард") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4, который выполнен российской комиссией экспертов МЭК/ТК 91
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 420 "Базовые несущие конструкции, печатные платы, сборка и монтаж электронных модулей"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60068-2-54(2006)* "Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 2-54: Испытания. Испытание Та: Испытание на паяемость электронных компонентов методом баланса смачивания" (IEC 60068-2-54:2006 "Environmental testing - Part 2-54: Tests - Test Ta: Solderability testing of electronic components by the wetting balance method", IDT).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные и национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт описывает определение паяемости компонентов с различными покрытиями методом баланса смачивания с использованием ванны расплавленного припоя. Определение паяемости компонентов методом баланса смачивания применим для любого типа покрытия и компонентов. Он особенно подходит для оценочного испытания и для компонентов, которые не могут быть количественно испытаны другими методами. Если это возможно, следует применять МЭК 60068-2-69 для поверхностно монтируемых изделий.
Настоящий стандарт предоставляет стандартные методы для свинцовых и бессвинцовых припоев.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного стандарта (включая все его изменения).
IEC 60068-1:1988, Environmental testing - Part 1: General and guidance. (Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 1. Общие положения и руководство).
IEC 60068-2-20:1979, Environmental testing. Part 2-20. Tests. Test T. Soldering (Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 2-20. Испытания. Испытание Т. Пайка)
IEC 61190-1-3, Attachment materials for electronic assembly. Part 1-3. Requirements for electronic grade solder alloys and fluxed and non-fluxed solid solders for electronic soldering applications (Материалы креплений для электронных сборок. Часть 1-3. Требования к сплавам для припоев электронного назначения и припоям для пайки в электронике с флюсом или без флюса)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применимы термины по МЭК 60068-1 и МЭК 60068-2-20.
4 Общее описание испытания
Образец подвешивают на чувствительный механический балансир (типичную пружинную систему) и погружают перпендикулярно на заданную глубину в ванну с расплавленным припоем, температуру которого контролируют. Результирующий вектор вертикальных сил баланса и поверхностного натяжения, действующих на погруженный образец, определяют с помощью датчика и преобразуют в сигнал, который непрерывно регистрируется как функция времени на регистраторе с высокой скоростью. Полученную кривую необходимо сравнивать с кривой, полученной от идеально смоченного образца такого же типа и размеров.
Применяют два метода испытаний:
- стационарный метод, предназначенный для изучения паяемости определенного участка на образце. Указанный метод стандартизован в настоящем стандарте;
- сканирующий метод или метод развертки, предназначенный для изучения паяемости поверхности образца.
5 Описание испытательного оборудования
5.1 Испытательная система
Блок-схема для проведения испытания показана на рисунке 1
|
 |
Рисунок 1 - Блок-схема для испытания
Допускаются и другие системы, способные измерять вертикальные силы, действующие на образец, если они обладают характеристиками, указанными в приложении А.
5.2 Паяльная ванна
Размеры паяльной ванны должны соответствовать требованиям А.7 (приложение А). Материал ванны и контейнер под пайку должны быть стойкими к воздействию жидкого припоя.
6 Предварительная подготовка к испытанию
6.1 Подготовка образцов
Следует соблюдать меры предосторожности, чтобы воспрепятствовать загрязнению поверхности испытуемого образца, в частности, пальцами рук при его подготовке. Если предусмотрено в соответствующей НД, образец может быть очищен путем погружения в нейтральный органический растворитель при комнатной температуре. Другие способы очистки не допускаются.
6.2 Старение
Ускоренное старение, если требуется, следует проводить в соответствии с МЭК 60068-2-20 (подраздел 4.5).
7 Материалы для испытания
7.1 Припой
7.1.1 Общие положения
Состав припоя должен быть указан в технических требованиях.
7.1.2 Оловянно-свинцовый припой
Состав припоя должен быть либо 60% по массе олова (Sn) и 40% по массе свинца (Pb) согласно МЭК 60068-2-20 (приложению В) (Sn60Pb40A в соответствии с МЭК 61190-1-3) или 63% олова (Sn) и 37% по массе свинца (Pb) (Sn63Pb37A, в соответствии с МЭК 61190-1-3).
7.1.3 Бессвинцовый припой
Если иное не указано в соответствующем описании, состав припоя должен быть либо 3,0% по массе серебра (Ag), 0,5% по массе меди (Cu), а остальная часть - олово (Sn) (Sn96,5Ag3,0Cu0,5), или 0,7% по массе меди (Cu), а остальная часть - олово (Sn), Sn99,3Cu0,7, является предпочтительным.
Примечание - Припои, имеющие в своем составе от 3,0% до 4,0% серебра по массе и от 0,5% до 1,0% меди по массе, а остальная часть - олово (Sn), допускается использовать вместо Sn96,5Ag3,0Cu0,5. Припои, которые состоят из 0,45%-0,9% по массе из меди (Cu) и остальной части из олова (Sn), допускается использовать вместо Sn99,3Cu0,7.
7.2 Флюс
Флюс для испытания должен быть либо на основе канифоли без активатора, либо на основе канифоли с активатором:
a) на основе канифоли без активатора: состоит из 25% канифоли по массе и 75% 2-пропанола по массе (изопропиловый спирт или этиловый спирт [как указано в МЭК 60068-2-20 (приложение С)];
b) на основе канифоли с активатором: с добавлением либо диэтиламмониум хлорида (ЧДА) 0,5% по массе, либо другого хлорида (в пересчете на свободный хлор на содержание канифоли) до 0,2% или 0,5% по массе.
Информация об используемом типе флюса должна быть приведена в технических требованиях.
8 Методика
8.1 Температурные режимы припоев
8.1.1 Оловянно-свинцовый припой
Температура припоя в паяльной ванне во время испытания должна быть (235±3)°С.
8.1.2 Бессвинцовый припой
Если иное не определено техническими требованиями, температура припоя в паяльной ванне во время испытания должна быть (245±3)°С для припоя Sn96,5Ag3,0Cu0,5 и (250±3)°С для припоя Sn99,3Cu0,7 соответственно.
8.2 Флюсование
После монтажа образца на подходящий держатель часть испытуемой поверхности должна быть погружена во флюс при комнатной температуре. Избыток флюса должен быть незамедлительно снят путем постановки образца вертикально на чистящую фильтрующую бумагу на время от 1 до 5 с.
8.3 Сушка флюса
Температура припоя до начала испытания должна быть, как описано в 8.1. Образец затем вертикально подвешивают за нижнюю грань на высоте (20±5) мм над паяльной ванной на (30±15) с для того, чтобы позволить испариться большей части растворителя флюса перед началом испытания. В течение периода сушки подвеска и регистратор должны быть отрегулированы на нулевую (начальную) позицию, и непосредственно перед началом испытания, поверхность паяльной ванны должна быть очищена лезвием из соответствующего материала, чтобы убрать оксиды.
8.4 Испытание
Образец погружают в расплавленный припой со скоростью от (5±1) мм/с до (20±1) мм/с на установленную глубину на заданное время и затем его извлекают. Соответствующая часть графика зависимости силы от времени получается, когда образец удерживается стационарно в погруженной позиции.
Примечание - Образец должен быть погружен на требуемую глубину не медленнее, чем за 0,2 с.
Запись должна начинаться непосредственно перед погружением в расплавленный припой и в течение всего испытания.
Таблица 1 - Последовательность времени в испытании
|
|
|
Процедура | Время, с | Длительность, с |
1) Погружение в флюс | 0 | -5 |
2) Сушка флюса | -10 | 1-5 |
3) Удержание образца в устройстве | -15 | - |
4) Предварительный нагрев | -20 | 30±15 |
5) Снятие оксида с поверхности припоя в паяльной ванне | -60 |
|
6) Время старта | -65 | 1-5 |
7) Погружение в припой | Не более 70 | 5 |
Примечание - Здесь время - это время, прошедшее с момента погружения во флюс, длительность - это время для соответствующей процедуры. | ||
9 Представление результатов
9.1 Формирование кривой с самописца
Кривая может быть записана в двух формах, единственная разница будет в полярности чтения силы.
На рисунке 2 силы, действующие вверх (не смачивание) показаны как отрицательные, а силы, действующие вниз (смачивание) как положительные. Обычно сила в точке Е эквивалентна силе в точке D, что означает стабильные условия смачивания. Если сила в точке Е меньше, чем в точке D, значит происходит некоторая нестабильность смачивания (см. В.6.1.3).
|
 |
Рисунок 2 - Условия смачивания
9.2 Контрольные точки
9.2.2 В точке А мениск припоя начинает расти по обкладкам компонента. Это обычно характеризуется значительным увеличением силы смачивания.
9.2.3 В точке В контактный угол - 90°. Измеренная сила показывает влияние плавучести компонента.
9.2.4 В точке С сила смачивания достигает 2/3 максимального значения результирующей силы смачивания.
9.2.5 В точке D достигается максимальное значение результирующей силы смачивания в течение заданного времени погружения.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.