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工艺可靠性试验概论

2019-06-17 15:17
可靠性杂坛
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图25 钎料球/焊盘界面的裂缝

图26 钎料球底部没有染色渗透

图27 色渗透达80%~100%说明有裂缝

10、金相切片1)破坏性分析方法如果在推断故障的原因中,采用非破坏性方法查不出产生异常现象的原因时,就有必要采用破坏性方法来筛选有问题的区域。这种方法就是断层,即将器件、基板和焊点切开并磨光后,观察其横切面。一旦查找出故障的原因,就可利用所获得的信息,来采取妥当措施以防止这类问题再次发生。2)断层方法(1)第一步:查找和“准确猜测”需要检查的位置或区域。如果认为不止一个区域有问题,那么,就需确定是否能够逐一探测到同一个器件上的这些区域。如果探测不到,那么,就应根据查找出问题的可能性或需分析两个以上的器件,对这些区域按优先序排列。(2)第二步:如果有问题的区域是较大组装件的一部分,就需要从较大的组装件上将这部分切下来,并分隔成几个小的易于控制的部分。应注意的是,在切割过程中应保证样品状态未改变或被毁。对于重要剖面,需将样品放在树脂中进行模压来减轻在断层过程中对样品切割造成的破坏。如果需要对重点区域进行精细抛光,那么,需对剖面的样品在距重点区域的界面留有一定的距离,以便为该界面的精细抛光留出足够的空间。3)金相分析观察项目(1)裂纹和焊点形状:如图28所示。

图28 裂纹和焊点形状(2)空洞:如图29所示。

图29 空洞(3)叠片结构:如图30所示。

图30 叠片结构(4)IMC:如图31所示。

图31 IMC11、 温度循环试验

1)温度循环(1)试验要点。温度循环的最高温度必须比PCB的Tg值低25℃。当温度循环的最低温度低于-20℃或最高温度高于110℃时,可能导致焊点有多于一种失效机理。这些失效机理会相互作用导致早期失效。另外,由于不同的失效机理同时作用,该环境条件下的实验数据处理必须考虑实际的情况。在温度循环过程中,必须保证温度变化速率较小,以防止温度冲击。一般要小于20℃/min。(2)和温度冲击试验的区别。温度冲击即热冲击,一般在组件经历快速温度变化而导致器件或组件内瞬态温度梯度、热变形和应力,其温度变化速率要大于20℃/min。(3)功率循环。对于器件,由于关闭/开启,功率循环比温度循环更精确地代表实际使用环境。2)温度循环试验曲线及主要参数(1)温度循环试验曲线。温度循环试验曲线如图32所示。

图32 温度循环试验曲线

图中:温度循环范围:温度循环过程中的最高温度和最低温度之差。样品温度Ts:在温度循环过程中,样品的实际温度一般通过安装在样品表面或内部的热电偶或其他仪器测得。浸泡时间td:样品在试验过程中达到表中所示的最高温度或最低温度范围所停留的时间。循环时间:一个完整温度循环的时间。温度变化率:样品每分钟的温度变化(增加或减小)的速率,温度变化斜率应该在温度曲线的线性部分计算,通常是实际测试环境的10%或90%左右。(2)试验温度类型及参数。试验温度类型及参数选择可参考表3进行。

表3温度循环试验的类型及试验参数

3)温度循环试验过程① 样品准备:包括印刷焊膏、贴片和再流过程;② 选择合适的温度循环条件;③ 把样品放入温度试验箱进行试验;④ 通过监测设备监测焊点的电阻值和试验箱的温度;⑤ 试验数据分析;⑥ 失效分析。根据樊融融编著的现代电子装联工艺可靠性改编

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