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無鉛制程試驗(yàn)條件

2013年07月16日 08:26:45人氣：518來源：東莞市大中儀器有限公司

無鉛產(chǎn)品之可靠度測試是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造必需面對的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)，各種材料之制程條件、可靠度、焊接性都不同，對制造者實(shí)在很難在短時(shí)間將良率和信賴度做好。
在無鉛制程焊點(diǎn)可靠性測試中，比較重要的是針對焊點(diǎn)與連接元器件熱膨脹系數(shù)不同進(jìn)行的溫度相關(guān)疲勞測試。包括等溫機(jī)械疲勞測試，熱疲勞測試及耐腐蝕測試等。其中根據(jù)測試結(jié)果等溫機(jī)械疲勞測試可以確認(rèn)相同溫度下不同無鉛材料的抗機(jī)械應(yīng)力能力不同，同時(shí)還表明不同無鉛材料顯示出不同的失效機(jī)理，失效形態(tài)各有不一。熱疲勞測試是用于考察由于熱應(yīng)力所引起的低循環(huán)疲勞對焊點(diǎn)連接可靠性的影響。
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■錫鉛焊點(diǎn)可靠性測試方法:
    01 對電子組裝品進(jìn)行熱負(fù)荷試驗(yàn)（溫度沖擊或溫度循環(huán)試驗(yàn)）；
     02 按照疲勞壽命試驗(yàn)條件進(jìn)行對電子器件結(jié)合部進(jìn)行機(jī)械應(yīng)力測試；
在無鉛制程焊點(diǎn)可靠性測試中，比較重要的是針對焊點(diǎn)與連接元器件熱膨脹系數(shù)不同進(jìn)行的溫度相關(guān)疲勞測試。
包括等溫機(jī)械疲勞測試，熱疲勞測試及耐腐蝕測試等。
其中根據(jù)測試結(jié)果等溫機(jī)械疲勞測試可以確認(rèn)相同溫度下不同無鉛材料的抗機(jī)械應(yīng)力能力不同，
同時(shí)還表明不同無鉛材料顯示出不同的失效機(jī)理，失效形態(tài)各有不一。
熱疲勞測試是用于考察由于熱應(yīng)力所引起的低循環(huán)疲勞對焊點(diǎn)連接可靠性的影響。               ▲TOP
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■目前常用的可靠度試驗(yàn)設(shè)備（接合可靠度評估）為：

	01 高溫烤箱	02 熱沖擊試驗(yàn)[三箱氣體式]&[兩箱移動式液體]
	03 恒溫恒濕機(jī)	04 低阻量測系統(tǒng)
	05 離子遷移量測系統(tǒng)	06 復(fù)合式試驗(yàn)機(jī)（溫濕度+振動）
	07 蒸汽老化試驗(yàn)	08 金相切片試驗(yàn)
	09 振動測試	10 IC零件腳的拉力試驗(yàn)
	11 彎曲測試	12 電阻電容的推力試驗(yàn)
	13 落下測試	▲TOP

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■無鉛制程接合可靠度（信賴性）評估的試驗(yàn)規(guī)范：

	01 EIAJ（JEITA）ET-7407
	02 EIAJ（JEITA）ET-7401
	03 IPC-SM-785
	04 IPC-9701
	05 IPC-TM650

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■無鉛制程接合可靠度的試驗(yàn)條件：

1 冷熱沖擊試驗(yàn):

1	-40℃（30min）←→125℃（30min），500,1000,2000cycle[zui常使用的條件]
2	-55℃（30min）←→105℃（30min），1800cycle
3	-25℃（30min）←→100℃（30min），1000cycle，試驗(yàn)完必須*
4	-40℃（30min）←→80℃（30min），1000cycle
5	-35℃（15min）←→105℃（30min），cycle數(shù)依據(jù)零件評估目的訂定
	a.每100cycle判斷龜裂發(fā)生率
	b.每500cycle剝離強(qiáng)度
	-35℃（15min）←→105℃（30min），cycle數(shù)依據(jù)零件評估目的訂定	▲TOP

2 烤箱:

1	125℃：1000h,2000h（PCB）
2	150℃，100h,168h
	在高溫放置對于強(qiáng)度之影響均傾強(qiáng)度漸漸降低之方向。這是因焊材本身的物理特性，因溫度的變化所造成之強(qiáng)度低下部分和界面化合物形成狀態(tài)及界面反應(yīng)之焊材本身的變化要因。	▲TOP

3 復(fù)合式試驗(yàn):

125℃、50～60Hz、9.8m/s^2（1G）

▲TOP

4 蒸汽老化試驗(yàn):

100℃/*R.H.，8h（相當(dāng)于高溫高濕下6個(gè)月），16h（相當(dāng)于高溫高濕下一年）

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5 JEDEC條件:

吸濕1：

1	STEP1：125℃ 24h
2	STEP2：30℃/60%R.H. 192h
3	STEP3：60℃/60%R.H. 40h
4	STEP4：執(zhí)行2cycle	▲TOP

吸濕2：

1	TEP1：125℃ 24h
2	STEP2：30℃/80%R.H. 24h
3	STEP3：執(zhí)行2cycle	▲TOP

6 拉張力測試（同批、不同顆零件、不同腳）:

1	試驗(yàn)前（溫度循環(huán)前）
2	溫度循環(huán)第250次時(shí)
3	溫度循環(huán)第500次時(shí)
4	試驗(yàn)后（溫度循環(huán)結(jié)束）	▲TOP

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試驗(yàn)完畢檢查項(xiàng)目：

外觀檢查、導(dǎo)體電阻量測（連續(xù)量攝）[低阻量測]、45度接合強(qiáng)度測試、接合處斷
面SEM檢查

■當(dāng)完成無鉛組裝板，須執(zhí)行以下幾項(xiàng)測試，以確保產(chǎn)品可靠度：

a	振動試驗(yàn)（VibrationTest）
b	熱沖擊（或者是熱循環(huán)）測試（ThermalShockTest）
c	金相切片試驗(yàn)（CrossSectionTest）
d	IC零件腳的拉力試驗(yàn)（PullTest）
e	電阻電容的推力試驗(yàn)（ShearTest）
f	摔落試驗(yàn)（手機(jī)產(chǎn)品）	▲TOP

以上試驗(yàn)，d與e項(xiàng)，在成品完成后與經(jīng)過b項(xiàng)試驗(yàn)后都建議執(zhí)行!另外金相切片的部分，需執(zhí)行BGA零件，IC零件，Chip零件，PTH零件，除以上零件之外若產(chǎn)品上有重要零件也須一并進(jìn)行，主要目的為觀察零件與PCB基板間的焊接狀態(tài)與IMC層的狀態(tài)。

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■無鉛制程量產(chǎn)后PCB的可靠度試驗(yàn)：

1	冷熱沖擊：-25℃（30min）←→80℃（30min），1000cycle
2	高溫：80℃ 1000h
3	高溫高濕：80℃/90%R.H. 1000h	▲TOP

■無鉛制程錫須試驗(yàn)條件（晶須試驗(yàn)）：

冷熱沖擊試驗(yàn)（Thermal Cycling，TC）：

1	-55℃←→85℃，每循環(huán)20分鐘
2	85℃←→-40℃或-55℃
3	-40℃（7min）←→85℃（7min），1500 cycles
4	-35±5℃（7分鐘）←→125±5℃（7分鐘），循環(huán)數(shù)500±4次
5	達(dá)到規(guī)定溫度開始記數(shù)	▲TOP

高溫高濕試驗(yàn)（high temperature/humidity condition test）：

1	60℃/90 ±5﹪RH.
2	60℃/93%RH. （+2/-3﹪）
3	60℃/95 ±5﹪RH.，2000 Hrs
4	85℃/85%R.H. 500±4小時(shí)	▲TOP

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■IC的無鉛制程試驗(yàn)條件：

溫度循環(huán)測試（TCT） JEDEC JESD22－A104
1.-40℃（-10℃,+0℃）←→125℃（-0℃,+10℃），1個(gè)cycle為1小時(shí)，斜率時(shí)間為 20min（8℃/1min），駐留10min，試驗(yàn)1000小時(shí)，100小時(shí)檢查一次
2.150℃←→-60℃，駐留15min，1000cycle（500cycle檢查一次）
溫度沖擊（TST）試驗(yàn)1：150℃←→-60℃，駐留5min，1000cycle（500cycle檢查一次）
高溫儲存試驗(yàn)1：JEDEC JESD22－A103－B
高溫儲存試驗(yàn)2：150℃/1000h，溫度波動控制在±5℃，500小時(shí)檢查一次
PCT試驗(yàn)1：JEDEC JESD22－A102－C
PCT試驗(yàn)2：121℃/*R.H./2atm，試驗(yàn)時(shí)間：1000h（500小時(shí)檢查一次
HAST試驗(yàn)JEDEC JESD22－A110－B/118
溫濕度試驗(yàn)（THT）
試驗(yàn)條件：85℃/85%R.H.，試驗(yàn)時(shí)間：1000h（500小時(shí)檢查一次）	▲TOP

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■裸晶測試（Bare dietest）：

1	85℃/85%R.H.，168h
2	溫度循環(huán)測試（TCT）： -40℃←→125℃，1個(gè)cycle為1小時(shí)，斜率時(shí)間為（11℃/1min），駐留15min，試驗(yàn)100、300、500、1000、2000cycle
3	溫度沖擊（TST）：[液體式] -55℃←→125℃，1個(gè)cycle為30min，試驗(yàn)100、300、500、1000、2000 cycle
4	高溫儲存： 150℃/2000h，溫度波動控制在±5℃，24、96、168、300、500、1000、2000小時(shí)檢查一次	▲TOP

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■無鉛制程的可靠度試驗(yàn)：

冷熱沖擊試驗(yàn)：

EIAJ（JEITA）ET-74073.3

a	-25℃（zui少低7min）←→125℃（zui少低7min）
b	-40℃（zui少低7min）←→125℃（zui少低7min）
c	-30℃（zui少低7min）←→80℃（zui少低7min）
d	zui低運(yùn)轉(zhuǎn)溫度←→zui高運(yùn)轉(zhuǎn)溫度	▲TOP

高溫高濕儲存試驗(yàn)：

EIAJ（JEITA）ET-7401

高溫：85、100、125、150℃

高溫高濕：40℃/90%R.H.、60℃/90%R.H.、85℃/850%R.H.，駐留1000h

強(qiáng)度確認(rèn)試驗(yàn)：60℃/93%R.H.，駐留1000h，光學(xué)顯微鏡檢查

離子遷移測試：85℃/85%R.H.，駐留1000h，連續(xù)絕緣電阻量測

焊點(diǎn)可靠度測試-Temp cycling[等溫斜率RAMP]：
100℃ [10min]←→0℃[10min]，Ramp：10℃/min，6500cycle
40℃[5min]←→125℃[5min]，Ramp：10min（16.5℃/min），200cycle檢查一次，2000cycle進(jìn)行拉力試驗(yàn)
-40℃（15min）←→125℃（15min），Ramp：15min（11℃/min），2000cycle

無鉛PCB溫度循環(huán)可靠性：
-40℃[10min]←→125℃[10min]，Ramp：30 ℃/min，1000cycle

無鉛BGA試驗(yàn)：
-55℃[30min]←→125℃[30min]，1000cycle

IT產(chǎn)品無鉛可靠性試驗(yàn)：
系統(tǒng)：-40℃[15min]←→65℃[30min]，Ramp：20 ℃/min，50cycle
板子&連接器：-40℃[10min]←→80℃[15min]，Ramp：20 ℃/min，50cycle
主板：0℃[10min]←→100℃[15min]，Ramp：20℃/min，50cycle

關(guān)鍵詞：電子器件試驗(yàn)設(shè)備恒濕機(jī)試驗(yàn)機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)

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