5. SMT行业IPC标准解读:IPC-SM-840永久性阻焊剂和挠性覆盖材料的鉴定及性能规范

发布时间:2024-10-12 07:08:02  

IPC-SM-840《永久性阻焊剂和挠性覆盖材料的鉴定及性能规范》是电子行业中用于评估和规范永久性阻焊剂以及挠性覆盖材料的重要标准。以下是对该标准的详细解读:

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一、范围

  • 适用材料 :明确标准适用于各种永久性阻焊剂和挠性覆盖材料,这些材料用于印制电路板(PCB),以提供绝缘、防止焊料桥接、保护电路等功能 2

  • 涵盖内容 :包括材料性能的一致性评估、与标准测试板和生产板工艺的资格鉴定等方面。例如,对于阻焊剂的绝缘电阻、附着力、耐化学性等性能,以及在不同工艺条件下(如焊接、潮热等)的表现进行规定和评估 4


二、具体条款及解读

(一)材料性能要求

  1. 外观

  • 条款内容 :规定了阻焊剂的外观应均匀、无明显缺陷,如气泡、颗粒、划痕等。

  • 解读 :均匀的外观有助于确保阻焊剂在电路板上的覆盖完整性,避免因外观缺陷导致的绝缘不良或焊接问题。例如,气泡可能会在焊接过程中破裂,导致焊料进入不该有的区域,形成桥接;颗粒可能会影响阻焊剂的附着力和绝缘性能;划痕可能会降低阻焊剂的保护作用,使下面的电路容易受到外界环境的影响。

  • 厚度

    • 条款内容 :明确了阻焊剂的厚度要求,不同类型的电路板或应用场景可能有不同的厚度标准。

    • 解读 :合适的厚度对于阻焊剂的功能至关重要。如果厚度过薄,可能无法提供足够的绝缘保护和防止焊料桥接的能力;如果厚度过厚,可能会影响电路板的组装,例如在插件安装时可能会造成困难,或者在表面贴装元件时影响焊膏的印刷和回流焊接效果。例如,在高密度互连(HDI)电路板中,由于线路间距较小,阻焊剂的厚度需要精确控制,以确保既能满足绝缘要求,又不会影响相邻线路之间的电气性能。

  • 绝缘电阻

    • 条款内容 :设定了阻焊剂的绝缘电阻最小值,以保证其良好的绝缘性能。

    • 解读 :高绝缘电阻是阻焊剂的关键性能之一,它能够防止电路之间的意外导电,确保信号的正确传输和电路的正常工作。如果绝缘电阻不达标,可能会导致信号干扰、漏电等问题,严重影响电子设备的性能和可靠性。例如,在高电压或高频应用中,对绝缘电阻的要求更为严格,因为即使是微小的漏电电流或信号干扰都可能对设备造成严重影响。

  • 附着力

    • 条款内容 :规定了阻焊剂与电路板基材以及其他相关材料之间应具有足够的附着力。

    • 解读 :良好的附着力确保阻焊剂在电路板的整个使用周期内都能牢固地附着在表面,不会因机械应力(如插拔插件、弯曲电路板等)、热应力(如焊接过程中的高温、设备工作时的发热等)或化学应力(如接触清洗剂、助焊剂等)而轻易脱落或剥离。如果附着力不足,阻焊剂可能会局部或整体脱落,失去对电路的保护作用,并且脱落的部分可能会在电路板内部造成短路等故障。例如,在一些需要频繁插拔电子元件的电路板上,阻焊剂的附着力需要经受住多次插拔的考验,以保证长期的可靠性。

  • 耐化学性

    • 条款内容 :要求阻焊剂能够耐受一定程度的化学物质侵蚀,如常见的清洗剂、助焊剂、焊料等。

    • 解读 :在电子设备的制造和使用过程中,电路板不可避免地会接触到各种化学物质。如果阻焊剂不耐化学性,可能会在接触这些物质后发生溶解、膨胀、变色、失去附着力等问题,从而影响其保护性能和电路板的整体质量。例如,在焊接过程中使用的助焊剂,如果阻焊剂不耐助焊剂的侵蚀,可能会导致阻焊剂在焊接后失去绝缘性能,或者与助焊剂发生反应产生有害物质,影响电子设备的可靠性和安全性。

  • 耐热性

    • 条款内容 :确定了阻焊剂在一定温度范围内应保持其性能稳定,不发生软化、变形、分解等现象。

    • 解读 :在电子设备的工作过程中,电路板可能会受到各种热源的影响,如功率元件的发热、环境温度的升高以及焊接过程中的高温等。如果阻焊剂的耐热性不足,可能会在高温下软化、变形,导致失去对电路的保护作用,甚至可能会与相邻的元件或电路发生粘连,引发短路等故障。例如,在一些高温环境下工作的电子设备,如汽车发动机舱内的电子控制单元,其使用的阻焊剂必须具有良好的耐热性,以确保在恶劣的高温条件下仍能正常工作。

  • 耐湿性

    • 条款内容 :规定阻焊剂应具有一定的抗潮湿能力,在潮湿环境下不会吸收过多水分而影响其性能。

    • 解读 :对于一些在潮湿环境中使用的电子设备,或者在制造过程中可能会接触到潮湿环境的电路板,阻焊剂的耐湿性就显得尤为重要。如果阻焊剂容易吸收水分,可能会导致绝缘电阻下降、附着力降低、甚至可能会引发腐蚀等问题,严重影响电路板的可靠性和使用寿命。例如,在一些户外使用的电子设备,或者在湿度较高的生产车间中生产的电路板,阻焊剂的耐湿性是必须要考虑的因素之一。


    (二)与测试板的资格鉴定

    1. 测试板的选择与准备

    • 条款内容 :详细说明了用于资格鉴定的标准测试板的类型、规格以及表面处理要求等,并且规定了测试板在使用前的预处理方法,如清洗、干燥等。

    • 解读 :标准测试板的选择和准备是确保资格鉴定结果准确可靠的基础。不同类型和规格的测试板可能适用于不同的阻焊剂材料或应用场景,因此需要根据具体情况进行选择。表面处理要求的规定是为了保证测试板与阻焊剂之间能够良好地结合,模拟实际生产中的情况。预处理方法的明确则是为了消除测试板表面可能存在的杂质、油污等因素对测试结果的影响,确保测试的一致性和可比性。例如,如果测试板表面没有进行充分的清洗和干燥,可能会导致阻焊剂在涂布过程中出现不均匀、附着力下降等问题,从而影响资格鉴定的结果。

  • 测试项目与方法

    • 条款内容 :列举了对阻焊剂与测试板进行资格鉴定的具体测试项目,包括但不限于外观检查、厚度测量、绝缘电阻测试、附着力测试、耐化学性测试、耐热性测试、耐湿性测试等,同时详细规定了每个测试项目的测试方法、测试条件和评判标准。

    • 解读 :这些测试项目全面涵盖了阻焊剂的关键性能指标,通过对这些项目的测试,可以综合评估阻焊剂在不同方面的表现是否符合要求。测试方法、条件和评判标准的详细规定使得不同的测试人员在不同的实验室环境下能够进行统一、规范的测试操作,从而保证测试结果的准确性和可比性。例如,在进行绝缘电阻测试时,规定了测试所使用的电压、测量时间、测试点的选择等具体条件,以及根据不同的阻焊剂类型和应用要求确定的绝缘电阻合格范围;在进行附着力测试时,规定了测试所使用的工具(如胶带、探针等)、施加的力的大小和方向、测试的次数等,以及如何根据测试结果判断附着力是否合格。

  • 合格判定与报告

    • 条款内容 :明确了如何根据测试结果判定阻焊剂与测试板的资格鉴定是否合格,并且规定了资格鉴定报告应包含的内容,如测试项目、测试结果、判定结论、测试日期、测试人员等信息。

    • 解读 :合格判定标准的明确为测试人员提供了清晰的判断依据,确保只有符合要求的阻焊剂才能通过资格鉴定。资格鉴定报告的内容要求则保证了测试结果的可追溯性和完整性,便于后续对测试数据的分析和使用。例如,当生产过程中出现质量问题时,可以通过查阅资格鉴定报告中的相关信息,分析是否是由于阻焊剂的性能问题导致的,从而采取相应的改进措施。同时,完整的报告内容也有助于不同环节的人员了解阻焊剂的性能状况,为生产、质量控制和产品设计等提供参考依据。


    (三)与生产板工艺的资格鉴定

    1. 生产板的选择与准备

    • 条款内容 :类似于测试板的选择与准备,规定了用于资格鉴定的生产板的类型、规格、制造工艺等要求,以及生产板在使用前的处理方法,如清洁、除油、表面处理等。

    • 解读 :生产板更贴近实际生产中的电路板,其选择和准备的要求是为了确保资格鉴定能够真实反映阻焊剂在实际生产工艺条件下的性能表现。不同类型和规格的生产板可能代表了不同的产品应用,而制造工艺的要求则是为了保证生产板与实际生产的电路板具有相似的结构和特性。预处理方法的规定同样是为了消除生产板表面可能对测试结果产生影响的因素,确保测试的准确性和可靠性。例如,如果生产板表面的油污没有彻底清除,可能会导致阻焊剂在涂布过程中出现附着不良的问题,影响资格鉴定的结果。

  • 工艺参数的确定

    • 条款内容 :详细说明了在将阻焊剂应用于生产板时的工艺参数范围,如涂布方法、涂布速度、干燥温度和时间、曝光能量和时间(对于感光阻焊剂)、显影条件(对于感光阻焊剂)等。

    • 解读 :这些工艺参数对于阻焊剂在生产板上的性能表现有着重要影响。确定合适的工艺参数范围是为了保证阻焊剂能够在生产过程中正确地涂布、固化和形成所需的图案,从而发挥其应有的功能。不同的阻焊剂材料可能对工艺参数有不同的要求,因此需要根据具体的阻焊剂类型进行调整和优化。例如,对于感光阻焊剂,曝光能量和时间的控制直接影响到阻焊剂图案的清晰度和精度;干燥温度和时间的设置则关系到阻焊剂的固化程度和性能稳定性。如果工艺参数设置不当,可能会导致阻焊剂出现涂布不均匀、固化不完全、图案变形等问题,影响电路板的质量和性能。

  • 测试项目与方法

    • 条款内容 :与测试板的资格鉴定类似,列举了对阻焊剂与生产板工艺进行资格鉴定的测试项目和方法,包括外观检查、厚度测量、绝缘电阻测试、附着力测试、耐化学性测试、耐热性测试、耐湿性测试等,同时明确了每个测试项目的具体测试条件和评判标准。

    • 解读 :这些测试项目和方法是针对阻焊剂在实际生产板上的应用情况而设计的,旨在评估阻焊剂在经过生产工艺过程后的性能是否仍然满足要求。测试条件和评判标准的确定是为了保证测试的科学性和客观性,能够准确地反映阻焊剂在实际生产中的性能表现。例如,在进行外观检查时,不仅要检查阻焊剂的表面是否有缺陷,还要关注其在经过生产工艺过程后(如焊接、潮热等)是否出现了新的问题;在进行绝缘电阻测试时,要考虑到生产板上的电路结构和元件布局对测试结果的影响,选择合适的测试点和测试方法。

  • 合格判定与报告

    • 条款内容 :规定了如何根据测试结果判定阻焊剂与生产板工艺的资格鉴定是否合格,以及资格鉴定报告应包含的内容,如生产板的信息、工艺参数、测试项目、测试结果、判定结论、测试日期、测试人员等。

    • 解读 :合格判定标准为生产过程中的质量控制提供了明确的依据,只有通过资格鉴定的阻焊剂和生产工艺参数才能用于实际生产,以确保生产出的电路板质量稳定可靠。资格鉴定报告的内容要求则有助于对生产过程进行全面的记录和追溯,便于在出现质量问题时进行分析和改进。例如,通过查阅资格鉴定报告,可以了解到生产过程中使用的阻焊剂型号、工艺参数以及测试结果等信息,从而分析是否是由于工艺参数的设置不当或者阻焊剂的质量问题导致了产品质量缺陷,进而采取相应的措施进行调整和改进。


    三、具体检测方法

    以下是一些常见的用于永久性阻焊剂和挠性覆盖材料性能规范的检测标准:

    1、外观检测

    • 标准 :材料表面应均匀、光滑,无明显的气泡、划痕、颗粒、凹坑、针孔等缺陷,颜色应符合规定。

    • 检测方法 :通常在正常光照条件下,如使用日光灯或类似光源,以肉眼或借助一定倍数(如 10 倍)的放大镜进行直接观察。对于一些微小的缺陷,可能需要在更高倍数(如 50 倍)的显微镜下检查。

    2、厚度检测

    • 标准 :不同应用场景和产品要求下,会规定阻焊剂和挠性覆盖材料的厚度范围。例如,对于某些高密度电路板,阻焊剂厚度可能要求在 10 - 30 微米之间。

    • 检测方法

      • 千分尺测量 :适用于较厚的材料或对厚度精度要求不是特别高的情况。将千分尺的测量探头垂直放置在材料表面,读取数值。

      • 光学显微镜测量 :对于较薄的材料且需要精确测量厚度时,可将材料切片后放在光学显微镜下,通过测量切片的厚度来确定材料的实际厚度。

      • 横断面剖切和测量 :使用专门的剖切设备将材料样品进行横断面剖切,然后利用显微镜或其他测量工具测量剖切面上材料的厚度。

    3、附着力检测

    • 标准 :材料与 PCB 基材以及其他相关材料之间应具有足够的附着力,以确保在使用过程中不会出现分层、脱落等现象。一般要求附着力达到一定的等级标准,

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