IPC J-STD-001 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了材料規(guī)格、工藝要求和可接受性標(biāo)準(zhǔn)。

目錄

1什么是 J-STD-001 認(rèn)證？

2J-STD-001 和 IPC-A-610 有什么區(qū)別？

3根據(jù) J-STD-001 對(duì)焊接的重要要求

4空間應(yīng)用的聯(lián)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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(hù)

4.5零件安裝要求

4.6暴露的金屬和鋼絞線損壞

4.7引線和電線末端延伸

4.8通孔元件引線焊接

4.9SMT引線成型

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(biāo)準(zhǔn) (J-STD-001) 是根據(jù)產(chǎn)品類別分組的電子和電氣組件的工業(yè)規(guī)范。電子產(chǎn)品根據(jù)可制造性、性能要求、過程控制規(guī)定和驗(yàn)證測(cè)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)概述了制作高質(zhì)量焊接互連（有鉛和無鉛）的材料、方法和驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。該認(rèn)證包括對(duì)以下要素的全面解釋：

• 材料、部件和設(shè)備

• 焊接和組裝要求

• 接線端子和接線

• 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(qiáng)調(diào)焊接工藝，包括行業(yè)術(shù)語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(yàn)收。此外，該標(biāo)準(zhǔn)還提供了有關(guān)板檢查程序的詳細(xì)信息和圖像，以確保符合操作分類。然而，J-STD-001 是一個(gè)特定的標(biāo)準(zhǔn)，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。

以下分類清楚地說明了這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中涉及的不同要素。

根據(jù)討論的級(jí)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)中，都強(qiáng)調(diào)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(biāo)準(zhǔn)中的一般參數(shù)至關(guān)重要。焊接注意以下幾點(diǎn)：

• 清潔對(duì)于防止材料、工具和表面受到污染至關(guān)重要。

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

• 電線的股線不應(yīng)損壞。焊料必須潤濕導(dǎo)線的鍍錫區(qū)域。

• 應(yīng)用前應(yīng)進(jìn)行焊接和清潔度檢查敷形涂層和堆疊。

• 可能會(huì)出現(xiàn)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(cuò)誤應(yīng)按客戶要求返工或報(bào)廢。

焊接缺陷

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

• 根據(jù)設(shè)計(jì)、導(dǎo)體、元件引線、土地格局， 和阻焊層能夠容納暴露的基礎(chǔ)金屬。

有許多與電線、絞線、引線成型、按材料類別、孔、層壓等相關(guān)的缺陷的要求。有必要遵循此標(biāo)準(zhǔn)并保留適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果和發(fā)現(xiàn)文件。

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IPC 發(fā)布了J-STD-001ES空間附錄應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。它由幾個(gè)過程要求組成。一些重要的包括：

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

當(dāng)過程的主要成分（例如，助焊劑、焊膏、清潔介質(zhì)、焊接系統(tǒng)）發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)對(duì)更改進(jìn)行驗(yàn)證并記錄在案。焊錫合金如Sn60Pb40、Sn62Pb36Ag2、Sn63Pb37 或 Sn96.3Ag3.7按照標(biāo)準(zhǔn)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(jù) J-STD-001ES，助焊劑分為松香（RO）和樹脂 (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(cè)試工藝兼容性。焊膏測(cè)試也是必要的，以檢查焊膏的擴(kuò)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(yīng)選擇化學(xué)剝離劑，使其不會(huì)造成任何損壞或降解。

在執(zhí)行焊接或返工時(shí)，保護(hù)組件免受過度加熱和熱沖擊至關(guān)重要。它是通過實(shí)施一個(gè)散熱器、熱分流或預(yù)熱。應(yīng)檢查組件熱敏感度級(jí)別并遵循推薦的指南以避免任何風(fēng)險(xiǎn)。

要研究空間飛行器中的振動(dòng)效應(yīng)、裝配設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和傳熱模式，請(qǐng)參見航天器的振動(dòng)如何影響 PCBA.

有時(shí)，設(shè)計(jì)限制規(guī)定了無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(dá)到必要溫度的合適方法安裝和焊接組件。零件之間應(yīng)有足夠的間隙以進(jìn)行充分的清潔和清潔度測(cè)試。焊接每個(gè)連接后必須清潔組件以避免污染。

當(dāng)元件受到約束時(shí)，所有引線都會(huì)得到應(yīng)力釋放。連接端子的電線也應(yīng)消除應(yīng)力。下圖顯示了不同類型零件的安裝。

焊接的零件安裝示例

引線或焊盤垂直邊緣上暴露的基礎(chǔ)金屬是可以接受的。此規(guī)則的例外情況包括：

• 由鐵制成的元件材料、元件引線、可伐合金、合金 42。

• 暴露的基底金屬不應(yīng)阻止焊接連接的形成。

• 暴露的有機(jī)可焊性保護(hù)劑 (OSP) 不應(yīng)抑制焊點(diǎn)的形成。

線股之間的間距不應(yīng)超過 1 股線直徑或超出線絕緣層的外徑。用于對(duì)絞線鍍錫的焊料只能在隨后的焊接過程中使用。

導(dǎo)線和引線末端不應(yīng)超過端子超過一個(gè)引線直徑。必須滿足最小電氣間隙要求。組裝前，應(yīng)根據(jù)最終設(shè)計(jì)形成引線。引線形成過程不應(yīng)損壞元件內(nèi)部的引線密封、焊接或連接。除了對(duì)彎曲角度進(jìn)行微調(diào)外，不建議重新加工引線。理想情況下，引線應(yīng)至少延伸一個(gè)引線直徑且不小于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(xiàn)了焊盤、桶頂部和底部以及引線的良好潤濕。無論過程如何，焊接都應(yīng)滿足合規(guī)性要求，例如波峰焊、手工焊接等。

通孔元件焊接標(biāo)準(zhǔn)

不同類型 SMT 引線成型的最小引線長度如下：

• 扁平引線：兩種引線寬度

• 壓鑄引線：兩種引線寬度

• 圓引線：兩種引線直徑

對(duì)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
該組件稱為 MELF（金屬電極無引線面）。

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(biāo)準(zhǔn)

表面貼裝面陣封裝有一些目視檢查要求。

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

• 應(yīng)在面陣元件的外排（周邊）處對(duì)焊接端子進(jìn)行目視檢查。

• 如果板上有角標(biāo)記（如果適用），則面陣組件應(yīng)在 X 和 Y 方向上對(duì)齊。

• 除非在說明中另有規(guī)定，否則沒有引線，例如焊球或焊柱，是一種錯(cuò)誤。印刷電路板設(shè)計(jì).

底部終端組件是無鉛的，其終端鍍?cè)诜庋b的底部以提供保護(hù)。需要考慮的一些問題包括元件制造商的應(yīng)用說明、空洞、焊料覆蓋率、焊料高度、最大結(jié)溫等。焊接這些類型的元件通常會(huì)導(dǎo)致熱平面中出現(xiàn)空洞。

BGA（BTC類型）

超聲波清洗使用通過液體傳播的高頻聲波來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(jī)械和電氣性能。

顆粒物組件需要清潔，沒有碎屑、焊料飛濺、線夾和焊球。如果記錄在案的專門過程可確保連接的安全性（即，焊料在運(yùn)輸、儲(chǔ)存或操作過程中不會(huì)松散），則允許使用焊球。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，適當(dāng)?shù)倪^程應(yīng)該生成用于審查和維護(hù)的數(shù)據(jù)。如果未滿足最小電氣間隙，則稱為缺陷。

遵循所有此類準(zhǔn)則以確保可靠的印刷電路板至關(guān)重要。

如果您對(duì) J-STD-001 有任何其他問題，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論部分告訴我們。請(qǐng)參閱我們的 3 類設(shè)計(jì)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。