1、可焊性測試,目錄,一、可焊性定義 二、可焊性原理 三、可焊性試驗(yàn) 四、相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn) 五、可焊性與可靠性,一、可焊性定義,可焊性測試，英文是“Solderability”。 指通過潤濕平衡法（wetting balance）這一原理對元器件、PCB板、PAD、焊料和助焊劑等的可焊接性能做一定性和定量的評估。 對現(xiàn)代電子工業(yè)的1級（IC封裝）和2級（電子元器件組裝到印刷線路板）的工藝都需要高質(zhì)量的互通連接技術(shù)，以及高質(zhì)量和零缺陷的焊接工藝有極大的幫助。 焊接過程 焊接過程大致分為三個階段。其中一個過程是擴(kuò)散，基地金屬的溶解和最終金屬間化合物的形成。為了能夠進(jìn)行焊接，焊接材料首先需要加熱成液態(tài)，然后

2、熔融的焊料才會潤濕基底金屬的表面，這個過程現(xiàn)實(shí)世界中的任何潤濕現(xiàn)象都一致。 他們之間的關(guān)系也就滿足所謂的楊氏方程：sf=ls+lfcos,楊氏方程定義 Young equation,界面化學(xué)的基本方程之一。 它是描述固氣、固液、液氣界面自由能sv，SL，Lv與接觸角之間的關(guān)系式，亦稱潤濕方程， 表達(dá)式為：sv-SL=LvCOS。 該方程適用于均勻表面和固液間無特殊作用的平衡狀態(tài)。 在這個公式中： sf表示基底金屬和助焊劑流體之間的界面張力 ls表示熔融的焊料和基底金屬之間的界面張力 lf表示熔融的焊料和助焊劑流體中間的界面張力 表示液體焊料和基底之間形成的接觸角度 我們通常期望一個良好的焊縫，

3、這樣可以減少應(yīng)力集中。也就是說我們需要一個較小的潤濕角度，從而最終保證如前所述的應(yīng)力的集中和優(yōu)良的冶金潤濕性。,二、可焊性原理,潤濕天平法,原理圖,潤濕性的評價,三、可焊性試驗(yàn),1、助焊劑、有鉛/無鉛焊料可焊性測試 標(biāo)準(zhǔn)：JIS-Z3198-4 A法：潤濕平衡法 B法：接觸角法 JIS-Z3198-4,2.印制板可焊性測試,IPC J-STD-003B 1)邊緣浸焊測試 試樣:50*50mm 浸入深度為25.02.0mm 停留時間：3.00.5s 浸入速度和提出速度25.02.0mm,測試適用于印制板表面導(dǎo)體和連接盤的邊緣浸 焊測試。,邊緣浸焊測試評價,每一個被測表面（如每個焊盤）應(yīng)當(dāng)有至少9

4、5的面積潤良好。剩余面積允許存在小針孔、退潤濕、 表面粗糙等缺陷，但不能集中在一個區(qū)域。 對于應(yīng)用要求不太嚴(yán)格的情況，供應(yīng)商和用戶可以協(xié)商確定較低的潤濕百分比。 被評定區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)無不潤濕和暴露金屬基材等現(xiàn)象。 不應(yīng)當(dāng)評定每個試樣距其底部邊緣3.2mm0.126in以內(nèi)的區(qū)域以及試樣夾具接觸區(qū)域。,2）擺動浸焊測試,測試適用于鍍覆孔、表面導(dǎo)體和焊盤的擺動浸焊測試 要求至少測試5個試樣 （每個試樣6個孔，30個孔） 表面評定：每一個被測表面（如每個焊盤）應(yīng)當(dāng)有至少95的面積潤濕良好。剩余面積允許存在小針孔、退潤濕、表面粗糙等缺陷，但不能集中在一個區(qū)域。 覆銅孔評定：1級、2級、3級, 1級和2級產(chǎn)

5、品 焊料應(yīng)當(dāng)完全潤濕鍍覆孔孔 壁和直徑小于1.5mm0.0591in的塞孔（沒有必 要完全填滿）孔壁。 3級產(chǎn)品 如果焊料在所有鍍覆孔內(nèi)攀升，說 明試樣被成功焊接。焊料應(yīng)當(dāng)完全潤濕孔壁， 鍍覆孔孔壁應(yīng)當(dāng)無任何不潤濕和暴露金屬基材 現(xiàn)象。,3）浮焊測試,該測試適用于鍍覆孔、表面導(dǎo)體和焊盤的浮焊測試 應(yīng)當(dāng)徹底去除熔焊料表面的浮渣和助焊劑殘留物。敷助焊劑和除去表面多余的助焊劑后，將試輕輕的滑到熔融的焊料上，漂浮時間最長為5鐘。使試樣在熔融焊料中的浸入深度不超過樣厚度的50%（必須非常小心地處理厚度小 0.8mm0.031in的板）。達(dá)到停留時間后，將樣從焊料中滑出。保持試樣水平不動，直到料凝固。在檢

6、查前，應(yīng)當(dāng)使用符合3.2.3節(jié)要的清洗劑去除所有試樣表面的助焊劑。 表面評定、鍍覆孔評定,4）波峰焊測試,該測試適用于鍍覆孔、表面導(dǎo)體和焊盤的波峰焊測試。 設(shè)定并記錄下列參數(shù)：夾板方式（如有要求） 、傳送速度、預(yù)熱、有或無防氧化油的焊接裝置、設(shè)備過程控制、傾斜角度、板預(yù)熱溫度和焊接溫度。 焊料溫度應(yīng)當(dāng)為2355 C4559 F 表面評定、鍍覆孔評定,5）表面貼裝工藝模擬測試,該測試模擬了再流焊工藝過程中表面貼裝印制板的實(shí)際性能。 模板/絲- 焊膏涂敷具 - 試樣-再流焊設(shè)備 表面評定 接受/拒收標(biāo)準(zhǔn) 每一個被測表面（如每個焊盤）應(yīng)當(dāng)有至少95的面 積潤濕良好。剩余面積允許存在小針孔、退潤濕、

7、表面粗糙等缺陷，但不能集中在一個區(qū)域。對于應(yīng)用要求不太嚴(yán)格的情況，供應(yīng)商和用戶可以協(xié)商確定較低的潤濕百分比。 被評定區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)無不潤濕和暴露金屬基材等現(xiàn)象。,6）潤濕稱量法,該測試適用于鍍覆孔、表面導(dǎo)體和連接盤的潤濕稱量測試。,評價標(biāo)準(zhǔn),A組潤濕曲線,B組潤濕曲線,3、元器件的可焊性試驗(yàn),（IPC/EIA/JEDEC J-STD-002C, IEC60068-2-58/20，GB2423.28/GB2423.32，MIL-STD-202G） 樣品預(yù)處理： 1類：無蒸汽老化要求； 2類：(非錫或錫鉛鍍層)：1h5min蒸汽老化； 3類：（默認(rèn)的錫或錫鉛鍍層）：8h15min蒸汽老化 可焊性試驗(yàn)：

8、 1.錫浴(焊料槽)試驗(yàn)：TestA/A1(有鉛/無鉛)（有引腳元器件），TestB/B1(有鉛/無鉛)（無引腳元器件），TestC/C1(有鉛/無鉛) (金屬線材類：接線片、小垂片、接線端子、電纜線等）。 試驗(yàn)后外觀檢查。 2.潤濕稱量法（Wetting Balance）可焊性試驗(yàn)：TestE/E1(有鉛/無鉛)（有引腳元器件），TestF/F1(有鉛/無鉛)（無引腳元器件） TestG/G1(有鉛/無鉛)，小球法進(jìn)行潤濕稱量測試 焊接溫度：有鉛焊接2455（Sn63/Pb37,Sn60Pb40）；無鉛焊接(SAC305)2555。,四、相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn),JIS-Z3198-4 GB/T 467

9、7 8.2、（PCB可焊性測試）GB/T 2423 前處理 GB/T 4677 10 （覆銅板可焊性測試） IPC-TM-650 2.4.14、PCB表面漂焊 IPC-TM-650 2.4.14.2、潤濕天平 GJB 362A-96、QJ832A-98、QJ201、QJ519、孔的可焊性（加做切片） IPC/EIA J-STD-003B、印制電路板 J-STD-002C, IEC60068-2-58/20，GB2423.28/GB2423.32，MIL-STD-202G元器件,五、可焊性與可靠性,可焊性：一般指金屬表面被熔融焊料潤濕的能力 可焊性評估的目的：驗(yàn)證元器件引腳或焊端的可焊性是否滿足

10、規(guī)定的要求，以及判斷存儲對元器件焊接到單板上的能力是否產(chǎn)生了不良的影響 可焊性主要測試鍍層可潤濕能力的穩(wěn)健性 可焊性測試通常用于判斷元器件和PCB在組裝前的可焊性是否滿足規(guī)定的要求 焊接能力用于評價在規(guī)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（助焊劑和焊料）、元器件、PCB、甚至包括設(shè)備以及設(shè)計 焊點(diǎn)可靠性指的是，焊點(diǎn)在規(guī)定的時間和規(guī)定的條件下，完成規(guī)定的功能而沒有失效的可能性。 溫度循環(huán)試驗(yàn)、高低溫存儲試驗(yàn)、高壓試驗(yàn)、潮濕敏感度試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、振動試驗(yàn)、電遷移試驗(yàn)、腐蝕試驗(yàn) 焊點(diǎn)微觀形貌決定,聯(lián)

11、系和區(qū)別,顯而易見，良好的可焊性是確保具有高焊接能力和高可靠度的基礎(chǔ)。沒有好的可焊性，焊接過程往往會出現(xiàn)問題，因此不能保證焊接能力的提高，形成高可靠度焊點(diǎn)的機(jī)會將大大降低。可焊性差的待焊部位仍可能形成焊點(diǎn)，甚至通過最終的功能測試，但在應(yīng)力、熱或振動的作用下，焊點(diǎn)失效的可能性將大大提高。 可焊性是在實(shí)驗(yàn)室中按照標(biāo)準(zhǔn)的條件進(jìn)行的測試和評估，它評價了特定的熔融焊料對試驗(yàn)的PCB或元器件的潤濕能力的大小，主要是測試鍍層可潤濕能力的穩(wěn)健性，并不是在模擬實(shí)際生產(chǎn)。實(shí)際生產(chǎn)的可焊接性能應(yīng)該通過焊接能力來進(jìn)行評估，它是工藝和材料（包括焊料、助焊劑、元器件、PCB 等），甚至是設(shè)備和設(shè)計所搭配整合的結(jié)果。焊接能力的提高必須通過對這些因素的優(yōu)化組合，當(dāng)然，可焊性是基礎(chǔ)。焊點(diǎn)的可靠性是由焊接結(jié)果的評估和測量所決定，它由試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出