淺談一下無鉛焊錫絲可靠性測(cè)試方法？

在選擇焊接材料類型時(shí)，不僅要注意焊接材料本身的機(jī)械性能，還要注意焊接材料形成焊點(diǎn)的可靠性。事實(shí)上，焊接材料的機(jī)械性能并不完全等同于焊點(diǎn)的機(jī)械性能，尤其是無鉛焊錫的焊點(diǎn)。焊料與焊盤連接處形成焊點(diǎn)MC，錫鉛焊料，MC機(jī)械強(qiáng)度大于焊料本身的強(qiáng)度。當(dāng)受到外力沖擊時(shí)，斷裂通常通過焊料本身，此時(shí)需要外力沖擊能量。無鉛焊料產(chǎn)生的焊點(diǎn)不同，在高速?zèng)_擊下會(huì)出現(xiàn)斷裂IMC隨著沖擊速度的加快，IMC斷裂的概率也會(huì)增加，不需要太強(qiáng)的外力沖擊能量。因此，各大廠家越來越重視無鉛焊料的焊點(diǎn)試驗(yàn)，通過對(duì)無鉛焊錫絲的機(jī)械性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。錫膏廠家為大家講解一下測(cè)評(píng)：

一、高溫老化法：

高溫老化法是一種常用的實(shí)驗(yàn)方法，簡(jiǎn)單可靠。一般來說，焊點(diǎn)老化后性能會(huì)下降。不同焊料之間焊點(diǎn)性能的下降程度不同。具體方法是將樣品放入烤箱中老化 ，烤箱溫度可選擇150/180/2000℃，200/300/400h然后測(cè)試焊點(diǎn)強(qiáng)度，通過比較選擇好的焊料。

二、焊點(diǎn)高速?zèng)_擊試驗(yàn)：

雖然我們關(guān)注無鉛焊錫引起的脆性斷裂，但早期切割和拉伸試驗(yàn)方法使脆性斷裂失效并不常見，這不是因?yàn)榇嘈詳嗔巡粫?huì)產(chǎn)生，只是因?yàn)樵缙谠囼?yàn)系統(tǒng)不能提供穩(wěn)定的力來證明這種失效模式的存在。

近年來，工程師們開發(fā)了焊點(diǎn)高速?zèng)_擊試驗(yàn)系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化試驗(yàn)。

三、跌落試驗(yàn)： 墜落試驗(yàn)是評(píng)估焊點(diǎn)可靠性的傳統(tǒng)方法之一。它簡(jiǎn)單易行，成本低。

目前，它主要用于評(píng)估容易落地的電子產(chǎn)品，如手機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品。由于這類產(chǎn)品使用時(shí)極易掉落到地上，并會(huì)在電氣方面出現(xiàn)故障，其中包括元器件和電路板之間的焊點(diǎn)出現(xiàn)破裂。此外，跌落試驗(yàn)也可用于對(duì)比試驗(yàn)，如無鉛試驗(yàn) WLCSP當(dāng)部件進(jìn)行墜落試驗(yàn)時(shí)，可以比較底部填料和不使用底部填料時(shí)焊點(diǎn)的可靠性，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)使用底部填料的無鉛 WLCSP組件可靠性好。

跌落試驗(yàn)可參考GB2423以及 JEDEC JESD22-B111標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

四、板級(jí)測(cè)試 將要評(píng)估的焊料組裝成試驗(yàn)板（通常進(jìn)行不同的焊料比較試驗(yàn)），然后根據(jù)需要選擇試驗(yàn)方法高低溫沖擊法。高低溫沖擊法可按以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：

●IPC-SM-785《表面安裝焊接件加速可靠性試驗(yàn)指南》；

●IPC-9701《表面安裝焊接件加速可靠性試驗(yàn)方法與鑒定要求》；

●IPC-TM-650《實(shí)驗(yàn)方法手冊(cè)》

具體方法是將焊接樣板放入專用高低溫試驗(yàn)箱中，IPC-9701標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)條件下設(shè)置了五種性能試驗(yàn)方法，要求較低T100℃到嚴(yán)要求的T180℃C，計(jì)劃分為五個(gè)不同的等級(jí)。溫差越大，條件越差，焊點(diǎn)可靠性要求越高。

低溫高溫各停留30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)min，每次變化都是一個(gè)周期。通常，一個(gè)測(cè)試需要2萬次~3000個(gè)周期，然后通過目視檢查或按壓 IPC-TM6650標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試評(píng)估。5個(gè)不同等級(jí)的溫差為：

●TC1：0℃/30min←→100℃，T為100℃推薦參考；

●TC2：-25℃/30min←→100/30min，T為125℃；

●TC3：-40/30min←→125/30min，T為165℃；

●TC4：-55/30min←→100C/30min，T為155℃；

●TC5：-55/30min←→125℃/30min，T為180℃

按以下要求進(jìn)行測(cè)試：

開裂發(fā)生率每100個(gè)周期判斷一次；

剝離強(qiáng)度每500周期測(cè)試一次。

上述試驗(yàn)是模仿電子產(chǎn)品的工作狀態(tài)，即焊點(diǎn)由于自身的電阻，當(dāng)電流通過時(shí)，焊點(diǎn)恢復(fù)到室溫，從高溫到室溫意味著焊點(diǎn)經(jīng)歷高溫和低溫的變化，在汽車電子產(chǎn)品的某些部分將達(dá)到80℃以上，如果環(huán)境溫度交替變化，焊點(diǎn)加熱會(huì)更高。因此，試驗(yàn)方法實(shí)用性強(qiáng)，但試驗(yàn)周期長(zhǎng)，成本高，試驗(yàn)前應(yīng)做好充分準(zhǔn)備。

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