焊接可靠性測試相關(guān)技術(shù)

焊點(diǎn)可靠性分析技術(shù)要點(diǎn)可焊性的評(píng)估和測試可焊性一般指金屬表面被熔融焊料潤濕的能力，潤濕的過程如上所述，在電子行業(yè)中，可焊性評(píng)估的目的是驗(yàn)證元器件引腳或焊端的可焊性是否滿足規(guī)定的要求和判斷存儲(chǔ)對(duì)元器件焊接到單板上的能力是否產(chǎn)生了不良影響，可焊性測試主要是測試鍍層可潤濕能力的穩(wěn)健性(robustness)?？珊感詼y試通常用于判斷元器件和PCB在組裝前的可焊性是否滿足要求。焊料潤濕性能的試驗(yàn)方法有很多種，包括靜滴法(Sessiledrop)、潤濕稱量法(Wettingbalance也稱潤濕平衡法)、浸錫法等。圖1為靜滴法的示意圖，該法是將液體滴落在潔凈光滑的試樣表面上，待達(dá)到平衡穩(wěn)定狀態(tài)后，拍照放大，直接測出潤濕角。，并可通過9角計(jì)算相應(yīng)的液一固界面張力。該法中接觸角9可用于表征潤濕合格與否，9W90°，稱為潤濕，9>90°，稱為不潤濕，9=0°，稱為完全潤濕，9=180°，為完全不潤濕。圖1靜滴法示意圖潤濕稱量法則是將試樣浸入焊錫中，測量提升時(shí)的荷重曲線，然后根據(jù)該荷重曲線，得出對(duì)潤濕時(shí)間以及浮力進(jìn)行修正后的潤濕力。以上兩種方法為定量的方法，浸錫法則是定性的方法，是將試樣浸入熔融焊料爐，觀察焊料在鍍層上的爬錫情況，憑經(jīng)驗(yàn)定性評(píng)估鍍層對(duì)焊料潤濕情況，從而得出可焊性結(jié)論。這種方法具有快捷、方便和費(fèi)用少等特點(diǎn)，但是它的重復(fù)性和再現(xiàn)性GaugeR&R差，兩個(gè)人在不同時(shí)間進(jìn)行同一測試可能會(huì)得出不同的結(jié)論?？珊感缘臏y試方法，代表性的標(biāo)準(zhǔn)為“IPC/EIAJ-STD-003B印制板可焊性試驗(yàn)”和“IPC/EIA/JEDECJ-STD-002C元件引線、焊接端頭、接線片及導(dǎo)線的可焊性測試”。潤濕稱量法由于其具有良好的重復(fù)性和再現(xiàn)性，受到多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的推薦使用。影響可焊性的因素很多，主要有：焊料的合金組成、表面鍍層(或者表面處理)、溫度、助焊劑和時(shí)間等。目前用于電子裝配的焊料合金，主要以錫添加其它金屬組成，添加的金屬類型和量的比例，對(duì)潤濕性能有很大影響。鍍層對(duì)潤濕性能的影響，主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：鍍層的類型和鍍層的老化。不同的鍍層類型，其可焊性不同，另外，隨著鍍層由于存儲(chǔ)時(shí)間的延長或其它原因造成老化時(shí)，其可焊性越來越差，但是不同類型的鍍層老化對(duì)其可焊性的影響各不相同。溫度對(duì)潤濕性能也有很大影響，通常溫度越高潤濕性能越好。焊劑的活性越高，越能破壞鍍層表面的氧化膜，越有助于提高潤濕性能。時(shí)間的長短對(duì)于金屬間化合物層結(jié)構(gòu)的形成會(huì)造成影響。作為測量的標(biāo)準(zhǔn)并且確保測量的重復(fù)性和再現(xiàn)性，這些因素在試驗(yàn)前必須得到明確的規(guī)定。焊接能力的評(píng)估和測試焊接能力用于評(píng)價(jià)在特定的工藝條件下，助焊劑和焊料一起確保元器件焊接到PCB上的能力，與可焊性不能混為一談。焊接能力涉及的是實(shí)際生產(chǎn)條件中，應(yīng)用的工藝條件、材料包括助焊劑和焊料、元器件、PCB甚至包括設(shè)備、以及設(shè)計(jì)等這樣一個(gè)組合。換句話說，焊接能力的良好與否，是工藝、材料、設(shè)備和設(shè)計(jì)等搭配的結(jié)果，不單單是鍍層潤濕能力是否良好所決定的。一個(gè)因素中的問題，可能通過調(diào)整另一個(gè)因素來獲得優(yōu)化。經(jīng)過測試具有良好可焊性的PCB和元器件，如果工藝條件等不能配合，焊接同樣會(huì)出問題，說明焊接能力太差。由于焊接能力涉及如此之多的因素，因此目前并沒有測試標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)?，業(yè)界存在太多的工藝、設(shè)備和材料的組合，標(biāo)準(zhǔn)根本無法羅列清楚，因此標(biāo)準(zhǔn)的制定變得不現(xiàn)實(shí)。因此焊接能力的評(píng)估和測試并不是通過試驗(yàn)決定，而是通過對(duì)實(shí)際的焊接后的產(chǎn)品來進(jìn)行的。可用的措施，如外觀的檢查，通過利用X光進(jìn)行的檢查、各種功能的測試如，ICT測試等。目前還沒有完整的評(píng)價(jià)體系。焊點(diǎn)可靠性的評(píng)估和測試焊點(diǎn)可靠性指的是，焊點(diǎn)在規(guī)定的時(shí)間和規(guī)定的條件下，完成規(guī)定的功能而沒有失效的可能性，用公式表示為R(t)=1-F(t)，F(xiàn)(t)為“累計(jì)失效概率函數(shù)”，它是一個(gè)焊點(diǎn)壽命的理論分布模型。R(t)就是一個(gè)焊點(diǎn)經(jīng)試驗(yàn)后而沒有發(fā)生故障的百分比。焊點(diǎn)的可靠性是電子產(chǎn)品可靠性中的一個(gè)方面，且是一個(gè)關(guān)鍵的也是最容易引起產(chǎn)品失效的因素。焊點(diǎn)可靠性是通過可靠性試驗(yàn)來獲得的，通常是通過對(duì)少量的樣本進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，然后對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出關(guān)于壽命分布的函數(shù)，從而得出其可靠性。如果按照產(chǎn)品正常運(yùn)行時(shí)的環(huán)境和條件進(jìn)行試驗(yàn)的話，將會(huì)經(jīng)歷很長的時(shí)間，因此，可靠性試驗(yàn)往往利用加速試驗(yàn)的方法，即采用比產(chǎn)品正常運(yùn)行情況下更嚴(yán)酷的條件，如提高溫度或濕度，加快物理化學(xué)失效退化過程，以盡快獲得數(shù)據(jù)。這就要求在計(jì)算時(shí)必須把加速模型中的失效概率、可靠性函數(shù)、失效率和平均失效時(shí)間等從加速試驗(yàn)條件轉(zhuǎn)換到產(chǎn)品正常的運(yùn)行條件。盡管采用了加速試驗(yàn)的方法，但仍然有可能需要很長的試驗(yàn)時(shí)間，因此對(duì)于產(chǎn)品可靠性是否可以接受，客戶往往要求供應(yīng)商通過“可靠性認(rèn)證試驗(yàn)”來決定?？蛻纛A(yù)先規(guī)定試驗(yàn)的時(shí)間、條件和方法，只要產(chǎn)品在規(guī)定的條件和方法下試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后沒有發(fā)生失效，即算是通過“可靠性認(rèn)證”。名詞解釋蠕變：固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長而增加的現(xiàn)象。它與塑性變形不同，塑性變形通常在應(yīng)力超過彈性極限之后才出現(xiàn)，而蠕變只要應(yīng)力的作用時(shí)間相當(dāng)長，它在應(yīng)力小于彈性極限施加的力時(shí)也能出現(xiàn)。許多材料(如金屬、塑料、巖石和冰)在一定條件下都表現(xiàn)出蠕變的性質(zhì)。由于蠕變，材料在某瞬時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，一般不僅與該瞬時(shí)的變形有關(guān)，而且與該瞬時(shí)以前的變形過程有關(guān)。許多工程問題都涉及蠕變。在維持恒定變形的材料中，應(yīng)力會(huì)隨時(shí)間的增長而減小，這種現(xiàn)象為應(yīng)力松弛，它可理解為一種廣義的蠕變。金相切片：又名切片，cros