GB∕T4937.21-2018半导体器件机械和气候试验方法第21部分：可焊性.docx

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1、ICS 31.080.01L 40OB中华人民共和国国家标准GB/T4937.212018/IEC60749-21:2011半导体器件机械和气候试验方法第21部分：可焊性SemiconductordevicesMechanicalandclimatictestmethods一Part2IrSolderability(IEC60749-21:2011,IDT)2018-09-17发布2019-01-01实施国家市场监督管理总局4中国国家标准化管理委员会发目次前言Ill1 范围12 规范性引用文件13 试验装置11.1 1焊料槽11.2 浸润装置11.3 光学设备11.4 水汽老化设备11.5 照

2、明设备21.6 材料23.6.1助焊剂23.6.2焊料23. 7SMD再流焊设备31. 7.1模板或掩膜板32. 7.2橡胶滚轴或金属刮刀33. 7.3试验基板34. 7.4焊音35. 7.5再流设备46. 7.6助焊剂清洗溶剂44程序44. 1向后兼容性45. 2预处理44.2.1一般要求44.2.2水汽老化预处理44.2.3高温贮存预处理54.3浸入和观察可焊性试验程序54.3.1一般要求54.3.2浸焊料条件54. 3.3程序6 .4模拟板级安装SMDS再流可焊性试验程序111.1.1 1一般要求111.1.2 试验设备设置111.1.3 样品准备和表面条件131.1.4 目检135说明

3、13图1翼形封装被检区域8图2J形引线封装被检区域9图3矩形元器件的被检区域(表面安装器件)10图4小外形集成电路封装(SOIe)和四边引线扁平封装(QFP)被检区域(表面安装器件)11图5平顶峰形回流曲线图12表1水汽老化条件4表2海拔高度与水汽温度的对应关系5表3浸焊料试验条件5表4焊槽中杂质最大含量7GB/T4937半导体器件机械和气候试验方法由以下部分组成:第1部分：总则； 第2部分：低气压；第3部分：外部目检； 第4部分：强加速稳态湿热试验(HAST);一一第5部分：稳态温湿度偏置寿命试验； 第6部分：高温贮存；一第7部分：内部水汽含量测试和其他残余气体分析；第8部分：密封；第9部分

4、：标志耐久性；一一第10部分：机械冲击； 第11部分：快速温度变化双液槽法； 第12部分：扫频振动； 第13部分：盐雾； 第14部分：引出端强度(引线牢固性)； 第15部分：通孔安装器件的耐焊接热； 第16部分：粒子碰撞噪声检测(PIND); 第17部分：中子辐照； 第18部分：电离辐射(总剂量)；第19部分：芯片剪切强度；一一第20部分：塑封表面安装器件耐潮湿和焊接热综合影响：第20T部分：对潮湿和焊接热综合影响敏感的表面安装器件的操作、包装、标志和运输;一一第21部分：可焊性；一一第22部分：键合强度；一第23部分：高温工作寿命； 第24部分：加速耐湿无偏置强加速应力试验(HSAT);第2

5、5部分：温度循环; 第26部分：静电放电(ESD)敏感度试验 第27部分：静电放电(ESD)敏感度试验一第28部分：静电放电(ESD)敏感度试验人体模型(HBM);一第29部分：闩锁试验；机械模型(MM);带电器件模型(CDM)器件级; 笫30部分：非密封表面安装器件在可靠性试验前的预处理； 第31部分：塑封器件的易燃性(内部引起的)；第32部分：塑封器件的易燃性(外部引起的)；一一第33部分：加速耐湿无偏置高压蒸煮；一一第34部分：功率循环；一一第35部分：塑封电子元器件的声学扫描显微镜检查；第36部分：恒定加速度：一第37部分：采用加速度计的板级跌落试验方法；一一第38部分：半导体存储器件

6、的软错误试验方法；一第39部分：半导体元器件原材料的潮气扩散率和水溶解率测量；一第40部分：采用张力仪的板级跌落试验方法： 第41部分：非易失性存储器件的可靠性试验方法；第42部分：温度和湿度贮存； 第43部分：集成电路(Ie)可靠性鉴定方案指南； 笫44部分：半导体器件的中子束辐照单粒子效应试验方法。本部分为GB/T4937的第21部分。本部分按照GB/T1.12009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC60749-21:2011半导体器件机械和气候试验方法第21部分:可。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中华人民共和国工业和信息

7、化部提出。本部分由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。本部分起草单位：中国电子科技集团公司第十三研究所、深圳市标准技术研究院。本部分主要起草人：宋玉玺、彭浩、高瑞鑫、裴选、朱振刚。半导体器件机械和气候试验方法第21部分：可焊性1范围GB/T4937的本部分规定了采用铅锡焊料或无铅焊料进行焊接的元器件封装引出端的可焊性试验程序。本试验方法规定了通孔、轴向和表面安装器件(SMDS)的浸入和观察可焊性试验程序，以及可选的SMDS板级安装可焊性试验程序，用于模拟在元器件使用时采用的焊接过程。本试验方法也规定了老化条件，该条件为可选。除有关文件另有规定外，本试验属于破坏性试验。注I:

8、本试验方法与GB/T2423基本一致，但由于半导体元器件的特殊要求，采用本试验方法。注2:本试验方法未对焊接过程中可能产生的热应力影响进行评估。参见IEC60749-15或IEC60749-20.2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC61190-1-2:2007电子组件用连接材料第1-2部分：电子组件高质量互连用焊料的要求(At-tachmentmaterialsforelectronicassemblyPart1-21Requirementsforsol

9、deringpastesforhigh-qualityinterconnectsinelectronicsassembly)IEC61190-1-3:2007电子组件用连接材料第1-3部分：电子焊接用电子级钎焊合金及有焊剂和无焊剂的固体焊料的要求(AttachmentmaterialsforelectronicassemblyPart1-3:Requirementsforelectronicgradesolderalloysandfluxedandnon-fluxedsolidsoldersforelectronicsolderingapplications)3试验装置焊料槽深度应不小于40m

10、m,容量应不小于300mL,能容纳至少Ikg焊料。该设备应能将焊料温度保持在规定温度值的5以内。3.2 浸润装置应采用机械式浸润装置，该装置能控制引出端浸入和提出焊料槽的速率，以及在焊槽内的停留时间（在规定浸润深度停留的总时间）。3.3 光学设备应采用可提供放大倍数为10倍20倍的光学显微镜。3.4 水汽老化设备应采用足以容纳样品、耐腐蚀、带盖子的容器。样品应放置在使其底部至少高出水面40mm的位置。样品放置应选择适宜的支撑方式，支撑样品的支架应采用无杂质污染的材料。注：水汽老化过程中，老化装置采用合适的安装方式，能阻止水（水汽冷凝物）滴到样品表面。3.5 照明设备照明设备应能对样品提供均匀的

11、、无闪光的、全散射的照明。3.6 材料3.6.1 助焊剂除有关文件另有规定外，助焊剂应为标准的活性松香助焊剂（ROLI型助焊剂符合IEC61190-1-3:2007中表2的助焊剂类型和指定符号），应包括质量分数为（255）%的松香、（0.150.OlK的二乙胺盐酸盐和（74.850.5）%的2-丙醇（异丙醇）。在（252）C时，标准活性松香助焊剂的相对密度应为0.8430.005o规定如下：a）松香：1）颜色：标准松香色或灰白色；2）酸性值（每克松香的KOH含量，以mg计）：155（最小值）；3）软化点（环球法）:70-C（最小值）；4）流点（厄布洛德）：76（最小值）；5）灰分：0.05%（

12、最大值）；6）溶解度：将松香溶解到等质量的异丙醇中，溶液应清澈，在室温下放置一周后应无沉淀物出现。b）2-丙醇（异丙醇）：1）纯度：按质量比至少为99.5%的2-丙醇（异丙醉）；2）酸度（以乙酸计）：按质量比最大为0.002%（二氧化碳除外）；3）非挥发性成分：每100mL中最多为2mg3.6.2蝴3.6.Z1铅锡焊料除有关文件另有规定外，铅锡焊料的要求如下：a）化学组分：焊料不应包含铝、锌或镉等会影响焊料性能的杂质，各种成分的质量分数如下：1）锡：59%61%;2）睇：最大值0.5%;3）铜：最大值0.1%;4）W：最大值O.05%;5）铁：最大值0.02%;6）铅：剩余部分。b）熔化温度范

13、围：锡含量为60%的焊料熔化温度如下：D完全固态：183;2）完全液态：185。3.6.2.2无铅焊料除有关文件另有规定外，无铅焊料的各种成分的质量分数如下:a）锡：95%96.5%;b）银：3%4%;c）铜：0.5%-l%o3.7SMD再流焊设备3.7.1 模板或掩膜板模板或掩模板具有适合于试验引出端的几何开口。除供应商和用户另有协议外，当元器件引线节距小于0.5mm时，模板的标称厚度应为0.1mm;当元器件引线节距在0.5mm0.65mm之间时，模板的标称厚度应为015mm;当元器件引线节距大于0.65mm时，模板的标称厚度应为0.2mm。3.7.2 7.2檎胶滚轴或金属刮刀模板或掩膜板上

14、应刷上焊膏，对于窄节距的样品使用金属刮刀，对于标准节距的样品使用橡胶滚轴。3.7.3 试验基板用于模拟板级安装再流焊试验的SMD样品应对采用的基板进行评价。注1：陶瓷基板（氧化铝90$98%）可用于所有再流焊试验。注2:玻璃环氧树脂基板可用于所有再流焊试验。玻璃环氧树脂基板需能够承受焊接温度（如：该基板不适合热板焊接）。注3:为了对试验样品的引出端进行目检，试验基板需无金属化（无焊盘）。3.7.4 焊膏除有关文件另有规定外，焊膏成分应符合3.7.4.1和3.7.4.2的规定。3.7.4.1 含铅焊膏焊料成分应符合3.6.2的规定。除有关文件另有规定外，焊锡粉的颗粒尺寸应在2011m45Um之间。助焊剂的成分应符合3.6.1的规定。焊膏的黏稠度范围和测量方法应在相关文件中详细规定。焊料成分应符合3.6.2的规定。焊锡粉尺寸应符合IEC6U90T-2:2007中表2中4的规定，即：颗粒均不大于40m;大于38Unl的颗粒小于1%;20um38um之间的颗粒至少占90%;小于22口m的颗粒小于10%。焊锡粉的形状应是球形的。使用的助焊剂应由质量分数为30%的聚合松香（软化点温度大约95C）、30%的二元酸变性松香（软化点温度大约140）、34.7%的二乙二醉单丁酸、0.9%的1,3-二苯M-HBr.0.5