遵守IPC – 4554确保延长浸锡表面处理的有效期

2007年IPC规范IPC-4554适用于用作印刷电路板表面处理的浸锡(ISn)的生产。其特别关乎印刷电路板制造中,表面处理的焊接性能的可靠性和可重复性,并致力于克服这类表面处理浸锡层有效期难于持续六个月以上的难题。

浸锡表面处理是指将单层锡直接沉浸在印刷电路板的铜表面上。该锡层有双重作用:提供保护层以防止铜的氧化,并形成可靠的可焊接表面。锡也被用于压合连接处,并作为零插入力(ZIF)边缘连接器的接口。然而,IPC规范只着重关注用作焊接接头表面的锡。

锡作为表面处理的主要问题是铜和锡彼此间的亲和力很强。这意味着,随着时间的推移,这两个金属层将发生扩散作用并跨越铜—锡边界。最终,这将损害铜层上锡层的完整性,且致表层下发生氧化。延长部件保质期的关键是尽可能延迟这种不可避免的扩散作用。

基本上,锡镀层的厚度决定了零部件的寿命。因此,IPC-4554旨在规定标准锡厚度,制造商可以采用该厚度来实现所有表面安装和通孔组装应用的可靠可焊接表面处理。遵守该规范将确保满足J-STD-003第三类耐用性的部件具有6个月的保质期。


浸锡分析的实践考量

如上所述,铜扩散至上部锡层的趋势对可焊性和保质期产生不利影响。这也潜在加大精确测量锡层厚度的难度。这一问题很严重,因为实现优质产品必须控制这一厚度。

XRF仪器用于测量镀层厚度。然而,旧设备可能很难区分镀层中存在的锡和其他元素。这将导致读数不准确。IPC-4554规范中给出了详细的XRF仪器校准说明,包括专用于这类测量的XRF仪器标准样品,有助于制造商获得准确测量结果。对聚合物表面薄膜的使用进行了全面讨论(以避免扩散作用扭曲结果的影响),并就如何将其纳入生产场景的XRF仪器校准提出了建议。

该规范包括表面处理的外观检查,以及厚度参数、孔隙率、附着力、可焊性和锡须问题检查。您可点击此处获得IPC的完整副本。

日立分析仪器是IPC的成员,其大力推荐遵循IPC指南,以最大限度提高浸锡表面处理的质量和可靠性。我们开发的XRF仪器与快速发展的PCB技术保持同步,旨在帮助您实现生产的连续性和可靠性。

我们研发了一系列仪器,可以帮助您遵守IPC规范。更多信息,请点击了解更多有关我们电镀镀层分析仪的信息。


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日期: 9 November 2018

作者: Hitachi High-Tech Analytical Science

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