關(guān)于PCBA制造電氣可靠性的概述

通常同一塊PCB電路板要經(jīng)過SMT貼片加工再流焊、波峰焊、返修等工藝，很可能形成不同的殘留物，在潮濕環(huán)境和一定電壓下，可能會與導(dǎo)電體之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，引起表面絕緣電阻(SIR)的下降。如果有電遷移和枝狀結(jié)晶生長出現(xiàn)，將發(fā)生導(dǎo)線間的短路，造成電遷移（俗稱“漏電”）的風(fēng)險。如下圖所示：

為了保證電氣可靠性，需要對不同免清洗助焊劑的性能進(jìn)行評估，同一塊PCB要盡量采用相同的助焊劑，或進(jìn)行焊后清洗處理。

通過對焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度、錫須、空洞、裂紋、金屬間化合物的胞性、機(jī)械振動失效、熱循環(huán)失效、電氣可靠性7個方面的可靠性分析來看，任何一種失效更容易發(fā)生在存在以下缺陷的焊點(diǎn)上：焊后就存在金屬間化合物厚度過薄、過厚問題：焊點(diǎn)內(nèi)部或界面存在空洞與微小裂紋；焊點(diǎn)潤濕面積小（元件焊端與焊盤搭接尺寸偏?。汉更c(diǎn)的微觀結(jié)構(gòu)不致密、結(jié)晶顆粒大、內(nèi)應(yīng)力較大。有些缺陷能夠通過目視、AOI、X射線檢測到，如焊點(diǎn)搭接尺寸小、處于焊點(diǎn)表面的氣孔、較明顯的裂紋等。但是，焊點(diǎn)的微觀結(jié)構(gòu)、內(nèi)應(yīng)力、內(nèi)部空洞和裂紋，特別是金屬間化合物的厚度，這些隱蔽的缺陷用肉眼是看不見的，無論通過SMT加工的人工或自動檢查，都無法檢測到，就需要采用各種可靠性試驗(yàn)和分析進(jìn)行檢測，如溫度循環(huán)、振動試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、高溫儲存試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、電遷移（ECM）試驗(yàn)、高加速壽命試驗(yàn)和高加速應(yīng)力篩選；然后再進(jìn)行電性能、機(jī)械性能（如焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度）測試；最后通過外觀檢查、X射線透視檢查、金相切片、掃描電子顯微鏡等試驗(yàn)和分析，才能做出判斷。

從以上的分析中也可以看出：隱蔽的缺陷使無鉛產(chǎn)品的長期可靠性增加了不確定的因素。因此，目前高可靠性產(chǎn)品獲得了豁免；無論看得見的缺陷、還是隱蔽的缺陷，都是由于無鉛的高錫、高溫、工藝窗口小、潤濕性差、材料相容性向題，以及設(shè)計(jì)、工藝、管理等因素造成的。

因此，我們必須從PCBA無鉛產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開始就考慮到無鉛材料之間的相容性，無鉛與設(shè)計(jì)、無鉛與工藝的相容性；充分考慮散熱問題；仔細(xì)地選擇PCB板材、焊盤表面層、元件、焊膏及助焊劑等；比有鉛焊接時更加細(xì)致地進(jìn)行SMT工藝優(yōu)化和工藝控制；更加嚴(yán)格細(xì)致地進(jìn)行物料管理。

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