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电子产品组装焊接的可焊性试验

2020-06-29 17:09
可靠性杂坛
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一、概述

1.基本概念

电子产品的组装焊接过程中,对电路板、元件可焊端或锡膏,助焊剂质量的不良选择就会造成焊接问题,直接影响到产品的质量。主要的焊接问题包括不良的润湿、桥接、裂纹等,会增加质量控制工作量和产生大量的维修,造成人力和财力的浪费,如假焊、虚焊和焊接强度差等,将直接导致可靠性问题。可焊性测试通过对来料进行可焊性方面的测试,量化评估被测样品的可焊性优劣,直接对来料是否可投入生产或经过工艺窗口的调整后方能投入生产提供指导。对于元器件批次来料,由于产量小导致存放时间长的单位,可焊性测试更具意义,可在元器件使用前对其进行可焊性评估,以确定此批元器件的使用是否会导致焊接质量问题的发生。

2.试验原理

可焊性测试是通过对样本的选择、焊接过程模拟,根据测试结果来确定样品的质量。在电子行业,可焊性试验在评估安装样件的影响时,通过测量所用锡膏和助焊剂的质量,焊接工艺质量等进行。润湿天平(或润湿平衡)试验方法是通过传感器检测到小的受力水平,结合时间来测定锡和快速润湿的强度。具体的样品被放置在夹具上,样品浸入规定温度的焊料过程中,通过传感器将力和时间数据传送到上位机,通过软件形成曲线和数据文件,对焊接质量进行准确、定量评价。

二、试验标准

目前可焊性润湿性评价一共有 4 种实验方法:焊锡槽法、步进升温法、焊锡平衡法和急速加热平衡法。焊锡槽法主要参考标准有IEC 60068-2-54、JISC 0053、JIS C60068-2-54、EIAJET-7401;步进升温法主要参考标准有 JISC-0099、EIAJET-7404;焊锡平衡法主要参考标准是 EIAJET-7401、IEC 60068-2-69,急速加热升温法的主要参考标准为 EIAJET-7404、JISC-0099。对于国军标如 GJB548 方法 2003 主要针对微电子器件的引线可焊性测试,GJB128 方法主要是针对半导体分立器件的引线可焊性测试,GJB360 方法主要针对电器元件引出端锡焊的可焊性。

GJB548 方法 2003 相对 GJB360 与 GJB128 可焊性试验设备中对镀金引出端的可焊性试验采用两个焊料槽。镀金引出端应采用一个或两个焊料槽进行处理。GJB 360 方法 208 相对GJB 548 与 GJB 128 增加了润湿称量法和烙铁法。对可焊性的评估,国际上各大标准组织(IEC、IPC、DIN、JIS 等)推荐了各种方法,但是无论从试验的重复性还是结果的易于解读性来讲,润湿平衡法都是目前公认的进行定性和定量分析的可焊性测试方法。

三、试验内容

1.试验设备

针对不同行业的测量方法,测量焊接设备主要有两类,一类可焊性测试仪如图 1所示,另一类可焊性测试仪如图 2 所示。其中一类可焊性试验仪器采用微处理器全自动控制法,操作简单,用户只需要夹紧样品和设置参数,系统就能自动完成整个测试过程,并输出润湿曲线及相关结果。


图1 某型可焊性测试仪


图2 某型可焊性测试仪

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