IPC J-STD-001 標準焊接要求

J-STD-001 是 IPC 發(fā)布的用于焊接電氣和電子組件的標準。該標準規定了材料規格、工藝要求和可接受性標準。

目錄

1什么是 J-STD-001 認證？

2J-STD-001 和 IPC-A-610 有什么區別？

3根據 J-STD-001 對焊接的重要要求

4空間應用的聯(lián)合行業(yè)標準

4.1腐蝕

4.2材料

4.3助焊劑

4.4化學(xué)剝離劑和熱保護

4.5零件安裝要求

4.6暴露的金屬和鋼絞線(xiàn)損壞

4.7引線(xiàn)和電線(xiàn)末端延伸

4.8通孔元件引線(xiàn)焊接

4.9SMT引線(xiàn)成型

4.10芯片組件

4.11表面貼裝面陣封裝

4.12底部終端組件 (BTC)

4.13超聲波清洗

4.14顆粒物組件

聯(lián)合行業(yè)標準 (J-STD-001) 是根據產(chǎn)品類(lèi)別分組的電子和電氣組件的工業(yè)規范。電子產(chǎn)品根據可制造性、性能要求、過(guò)程控制規定和驗證測試分為三組。

Class 1：一般電子產(chǎn)品
Class 2：服務(wù)電子產(chǎn)品
Class 3：高性能電子產(chǎn)品

J-STD-001 對于建立最佳焊接實(shí)踐在行業(yè)中。它確保了產(chǎn)品在特定環(huán)境條件下的最高質(zhì)量和可靠性。

最初，該標準于 1992 年發(fā)布，版本為J-STD-001 A. 從那時(shí)起，又進(jìn)行了多次修訂。本文檔的最新版本是J-STD-001 H. 該標準概述了制作高質(zhì)量焊接互連（有鉛和無(wú)鉛）的材料、方法和驗證標準。該認證包括對以下要素的全面解釋?zhuān)?/span>

• 材料、部件和設備

• 焊接和組裝要求

• 接線(xiàn)端子和接線(xiàn)

• 通孔安裝

• 元件的表面安裝

• 清潔和殘留要求

• 涂層、封裝和粘合劑

手工焊接

IPC-A-610 和 J-STD-001 都強調焊接工藝，包括行業(yè)術(shù)語(yǔ)PCB組裝和可接受的董事會(huì )的特征。IPC-A-610 用于電子組裝驗收。此外，該標準還提供了有關(guān)板檢查程序的詳細信息和圖像，以確保符合操作分類(lèi)。然而，J-STD-001 是一個(gè)特定的標準，它定義了用于焊接的材料和工藝，以確保高質(zhì)量的焊點(diǎn)和可靠的組裝。

以下分類(lèi)清楚地說(shuō)明了這兩個(gè)標準中涉及的不同要素。

根據討論的級別和特定要求的定義，這些主題可能會(huì )有不同的處理方式。IPC-A-610 定義了董事會(huì )檢查員應定期遵守的特定要求。而 J-STD-001 為工藝工程師、主管和技術(shù)人員提供了可遵循的最佳實(shí)踐。

在任何標準中，都強調一些主要方面以及次要條款。在談到焊接時(shí)，考慮聯(lián)合行業(yè)標準中的一般參數至關(guān)重要。焊接注意以下幾點(diǎn)：

• 清潔對于防止材料、工具和表面受到污染至關(guān)重要。

• 根據制造商的說(shuō)明，加熱和冷卻速率應相同。堆疊和多層片式電容器被視為對熱沖擊敏感，以防止熱漂移。

• 電線(xiàn)的股線(xiàn)不應損壞。焊料必須潤濕導線(xiàn)的鍍錫區域。

• 應用前應進(jìn)行焊接和清潔度檢查敷形涂層和堆疊。

• 可能會(huì )出現不符合裝配體形式、配合和功能的缺陷。在那種情況下，這樣的焊接錯誤應按客戶(hù)要求返工或報廢。

焊接缺陷

• 應使用 AOI（自動(dòng)光學(xué)檢查）和 AXI（自動(dòng) X 射線(xiàn)檢查）進(jìn)行目視檢查。

• 根據設計、導體、元件引線(xiàn)、土地格局， 和阻焊層能夠容納暴露的基礎金屬。

有許多與電線(xiàn)、絞線(xiàn)、引線(xiàn)成型、按材料類(lèi)別、孔、層壓等相關(guān)的缺陷的要求。有必要遵循此標準并保留適當的結果和發(fā)現文件。

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IPC 發(fā)布了J-STD-001ES空間附錄應用標準。它由幾個(gè)過(guò)程要求組成。一些重要的包括：

對于使用鍍銀銅導體，用戶(hù)批準的紅色瘟疫（腐蝕）控制計劃是必不可少的。該計劃的目的是盡量減少和控制某些促進(jìn)氧化銅生長(cháng)的環(huán)境條件的暴露（氧化銅) 腐蝕和潛在損壞。

當過(guò)程的主要成分（例如，助焊劑、焊膏、清潔介質(zhì)、焊接系統）發(fā)生變化時(shí)，應對更改進(jìn)行驗證并記錄在案。焊錫合金如Sn60Pb40、Sn62Pb36Ag2、Sn63Pb37 或 Sn96.3Ag3.7按照標準是理想的。此外，具有良好使用壽命、性能和可靠性的焊料合金也是可以接受的。

根據 J-STD-001ES，助焊劑分為松香（RO）和樹(shù)脂 (RE)活動(dòng)水平從L0 到 L1. 為了使用不同活性水平的助焊劑，必須測試工藝兼容性。焊膏測試也是必要的，以檢查焊膏的擴散和由于氧化而產(chǎn)生的焊球。

化學(xué)剝離劑是在 PCB 上完成焊接后清除助焊劑的助焊劑去除劑。它們以化學(xué)溶液、糊劑或乳膏的形式存在。應選擇化學(xué)剝離劑，使其不會(huì )造成任何損壞或降解。

在執行焊接或返工時(shí)，保護組件免受過(guò)度加熱和熱沖擊至關(guān)重要。它是通過(guò)實(shí)施一個(gè)散熱器、熱分流或預熱。應檢查組件熱敏感度級別并遵循推薦的指南以避免任何風(fēng)險。

要研究空間飛行器中的振動(dòng)效應、裝配設計注意事項和傳熱模式，請參見(jiàn)航天器的振動(dòng)如何影響 PCBA.

有時(shí)，設計限制規定了無(wú)法承受與給定工藝相關(guān)的焊接溫度的組件的安裝。在這種情況下，使用有助于達到必要溫度的合適方法安裝和焊接組件。零件之間應有足夠的間隙以進(jìn)行充分的清潔和清潔度測試。焊接每個(gè)連接后必須清潔組件以避免污染。

當元件受到約束時(shí)，所有引線(xiàn)都會(huì )得到應力釋放。連接端子的電線(xiàn)也應消除應力。下圖顯示了不同類(lèi)型零件的安裝。

焊接的零件安裝示例

引線(xiàn)或焊盤(pán)垂直邊緣上暴露的基礎金屬是可以接受的。此規則的例外情況包括：

• 由鐵制成的元件材料、元件引線(xiàn)、可伐合金、合金 42。

• 暴露的基底金屬不應阻止焊接連接的形成。

• 暴露的有機可焊性保護劑 (OSP) 不應抑制焊點(diǎn)的形成。

線(xiàn)股之間的間距不應超過(guò) 1 股線(xiàn)直徑或超出線(xiàn)絕緣層的外徑。用于對絞線(xiàn)鍍錫的焊料只能在隨后的焊接過(guò)程中使用。

導線(xiàn)和引線(xiàn)末端不應超過(guò)端子超過(guò)一個(gè)引線(xiàn)直徑。必須滿(mǎn)足最小電氣間隙要求。組裝前，應根據最終設計形成引線(xiàn)。引線(xiàn)形成過(guò)程不應損壞元件內部的引線(xiàn)密封、焊接或連接。除了對彎曲角度進(jìn)行微調外，不建議重新加工引線(xiàn)。理想情況下，引線(xiàn)應至少延伸一個(gè)引線(xiàn)直徑且不小于0.8 毫米 [0.031 英寸]從身體。

將元件焊接到 PTH 連接中時(shí)，用焊料完全填充 PTH 至關(guān)重要。這實(shí)現了焊盤(pán)、桶頂部和底部以及引線(xiàn)的良好潤濕。無(wú)論過(guò)程如何，焊接都應滿(mǎn)足合規性要求，例如波峰焊、手工焊接等。

通孔元件焊接標準

不同類(lèi)型 SMT 引線(xiàn)成型的最小引線(xiàn)長(cháng)度如下：

• 扁平引線(xiàn)：兩種引線(xiàn)寬度

• 壓鑄引線(xiàn)：兩種引線(xiàn)寬度

• 圓引線(xiàn)：兩種引線(xiàn)直徑

對于矩形或方形端片元件：
填充高度：最小焊錫厚度 (G) + 端接高度 (H) 的 25% 或 (G)+ 0.5mm [0.02in]

圓柱形端蓋端子
該組件稱(chēng)為 MELF（金屬電極無(wú)引線(xiàn)面）。

填充高度：最小焊料厚度 (G) + 端接高度 (H) 的 25% 或 (G) + 1mm [0.0394in]

片式元件的標準

表面貼裝面陣封裝有一些目視檢查要求。

• 建議進(jìn)行 X 射線(xiàn)檢查。也可以使用任何目視檢查，例如 AOI。

• 應在面陣元件的外排（周邊）處對焊接端子進(jìn)行目視檢查。

• 如果板上有角標記（如果適用），則面陣組件應在 X 和 Y 方向上對齊。

• 除非在說(shuō)明中另有規定，否則沒(méi)有引線(xiàn)，例如焊球或焊柱，是一種錯誤。印刷電路板設計.

底部終端組件是無(wú)鉛的，其終端鍍在封裝的底部以提供保護。需要考慮的一些問(wèn)題包括元件制造商的應用說(shuō)明、空洞、焊料覆蓋率、焊料高度、最大結溫等。焊接這些類(lèi)型的元件通常會(huì )導致熱平面中出現空洞。

BGA（BTC類(lèi)型）

超聲波清洗使用通過(guò)液體傳播的高頻聲波來(lái)擦洗浸入其中的部件。以下情況需要使用此技術(shù)：

• 如果裸板或組件上只有端子或連接器。

• 在電子組件中，如果制造商提供文件證明使用超聲波不會(huì )干擾組件的機械和電氣性能。

顆粒物組件需要清潔，沒(méi)有碎屑、焊料飛濺、線(xiàn)夾和焊球。如果記錄在案的專(zhuān)門(mén)過(guò)程可確保連接的安全性（即，焊料在運輸、儲存或操作過(guò)程中不會(huì )松散），則允許使用焊球。為了驗證這一點(diǎn)，適當的過(guò)程應該生成用于審查和維護的數據。如果未滿(mǎn)足最小電氣間隙，則稱(chēng)為缺陷。

遵循所有此類(lèi)準則以確?？煽康挠∷㈦娐钒逯陵P(guān)重要。

如果您對 J-STD-001 有任何其他問(wèn)題，請在評論部分告訴我們。請參閱我們的 3 類(lèi)設計指南，以更好地了解與高性能電子產(chǎn)品的制造和組裝相關(guān)的信息。