無鉛產(chǎn)品之可靠度測(cè)試是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造必需面對(duì)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(duì)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(cè)試中，比較重要的是針對(duì)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(cè)試。包括等溫機(jī)械疲勞測(cè)試，熱疲勞測(cè)試及耐腐蝕測(cè)試等。其中根據(jù)測(cè)試結(jié)果等溫機(jī)械疲勞測(cè)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(cè)試是用于考察由于熱應(yīng)力所引起的低循環(huán)疲勞對(duì)焊點(diǎn)連接可靠性的影響。
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■錫鉛焊點(diǎn)可靠性測(cè)試方法:
01 對(duì)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(duì)電子器件結(jié)合部進(jìn)行機(jī)械應(yīng)力測(cè)試；
在無鉛制程焊點(diǎn)可靠性測(cè)試中，比較重要的是針對(duì)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(cè)試。
包括等溫機(jī)械疲勞測(cè)試，熱疲勞測(cè)試及耐腐蝕測(cè)試等。
其中根據(jù)測(cè)試結(jié)果等溫機(jī)械疲勞測(cè)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(cè)試是用于考察由于熱應(yīng)力所引起的低循環(huán)疲勞對(duì)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(píng)估）為： | | 01 高溫烤箱 | 02 熱沖擊試驗(yàn)[三箱氣體式]&[兩箱移動(dòng)式液體] |
| | 03 恒溫恒濕機(jī) | 04 低阻量測(cè)系統(tǒng) |
| | 05 離子遷移量測(cè)系統(tǒng) | 06 復(fù)合式試驗(yàn)機(jī)（溫濕度+振動(dòng)） |
| | 07 蒸汽老化試驗(yàn) | 08 金相切片試驗(yàn) |
| | 09 振動(dòng)測(cè)試 | 10 IC零件腳的拉力試驗(yàn) |
| | 11 彎曲測(cè)試 | 12 電阻電容的推力試驗(yàn) |
| | 13 落下測(cè)試 | ▲TOP |
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■無鉛制程接合可靠度（信賴性）評(píng)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(píng)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(píng)估目的訂定 | ▲TOP | | |
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| | 2 烤箱: | |
| | | 1 | 125℃：1000h,2000h（PCB） | | 2 | 150℃，100h,168h | | | | 在高溫放置對(duì)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 | | |
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| | 3 復(fù)合式試驗(yàn): | |
| | | 1 | 125℃、50～60Hz、9.8m/s^2（1G） | ▲TOP | | |
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| | 4 蒸汽老化試驗(yàn): | |
| | | 1 | 100℃/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） | ▲TOP | | |
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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 | | | |
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| | 吸濕2： | |
| | | | | 1 | TEP1：125℃ 24h | | 2 | STEP2：30℃/80%R.H. 24h | | 3 | STEP3：執(zhí)行2cycle | ▲TOP | | | |
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| | 6 拉張力測(cè)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(cè)（連續(xù)量攝）[低阻量測(cè)]、45度接合強(qiáng)度測(cè)試、接合處斷
面SEM檢查 | |
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| | ■當(dāng)完成無鉛組裝板，須執(zhí)行以下幾項(xiàng)測(cè)試，以確保產(chǎn)品可靠度： | |
| | | a | 振動(dòng)試驗(yàn)（VibrationTest） | | b | 熱沖擊（或者是熱循環(huán)）測(cè)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 | | |
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| | ■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 | | | |
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| | 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 | | | | | ------------------------------------------------------------------------------ | | ■IC的無鉛制程試驗(yàn)條件： | | | | 溫度循環(huán)測(cè)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(chǔ)存試驗(yàn)1：JEDEC JESD22－A103－B | | 高溫儲(chǔ)存試驗(yàn)2：150℃/1000h，溫度波動(dòng)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℃/100%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 | | | ------------------------------------------------------------------------------ | | ■裸晶測(cè)試（Bare dietest）： | | | | 1 | 85℃/85%R.H.，168h | | 2 | 溫度循環(huán)測(cè)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(chǔ)存：
150℃/2000h，溫度波動(dòng)控制在±5℃，24、96、168、300、500、1000、2000小時(shí)檢查一次 | ▲TOP | | | ------------------------------------------------------------------------------ | | ■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(chǔ)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(cè)試：85℃/85%R.H.，駐留1000h，連續(xù)絕緣電阻量測(cè) | | | 焊點(diǎn)可靠度測(cè)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 | |
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