無鉛制程試驗條件
無鉛產(chǎn)品之可靠度測試是產(chǎn)品設(shè)計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，對制造者實在很難在短時間將良率和信賴度做好。
在無鉛制程焊點可靠性測試中，比較重要的是針對焊點與連接元器件熱膨脹系數(shù)不同進行的溫度相關(guān)疲勞測試。包括等溫機械疲勞測試，熱疲勞測試及耐腐蝕測試等。其中根據(jù)測試結(jié)果等溫機械疲勞測試可以確認(rèn)相同溫度下不同無鉛材料的抗機械應(yīng)力能力不同，同時還表明不同無鉛材料顯示出不同的失效機理，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)疲勞對焊點連接可靠性的影響。
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■錫鉛焊點可靠性測試方法:
01 對電子組裝品進行熱負(fù)荷試驗（溫度沖擊或溫度循環(huán)試驗）；
02 按照疲勞壽命試驗條件進行對電子器件結(jié)合部進行機械應(yīng)力測試；
在無鉛制程焊點可靠性測試中，比較重要的是針對焊點與連接元器件熱膨脹系數(shù)不同進行的溫度相關(guān)疲勞測試。
包括等溫機械疲勞測試，熱疲勞測試及耐腐蝕測試等。
其中根據(jù)測試結(jié)果等溫機械疲勞測試可以確認(rèn)相同溫度下不同無鉛材料的抗機械應(yīng)力能力不同，
同時還表明不同無鉛材料顯示出不同的失效機理，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)疲勞對焊點連接可靠性的影響。 ▲TOP
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■目前常用的可靠度試驗設(shè)備(接合可靠度評估)為：| | 01 高溫烤箱 | 02 熱沖擊試驗[三箱氣體式]&[兩箱移動式液體] |
| 03 恒溫恒濕機 | 04 低阻量測系統(tǒng) |
| 05 離子遷移量測系統(tǒng) | 06 復(fù)合式試驗機(溫濕度+振動) |
| 07 蒸汽老化試驗 | 08 金相切片試驗 |
| 09 振動測試 | 10 IC零件腳的拉力試驗 |
| 11 彎曲測試 | 12 電阻電容的推力試驗 |
| 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條件：
| | 1 冷熱沖擊試驗: | 1 | -40℃(30min)←→125℃(30min)，500,1000,2000cycle[*常使用的條件] | | 2 | -55℃(30min)←→105℃(30min)，1800cycle | | 3 | -25℃(30min)←→100℃(30min)，1000cycle，試驗完必須無故障 | | 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剝離強度 | | | -35℃(15min)←→105℃(30min)，cycle數(shù)依據(jù)零件評估目的訂定 | ▲TOP |
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| | 2 烤箱: | |
| | | 1 | 125℃：1000h,2000h(PCB) | | 2 | 150℃，100h,168h | | | | 在高溫放置對于強度之影響均傾強度漸漸降低之方向。
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: | |
| | | 1 | 125℃、50～60Hz、9.8m/s^2(1G) | ▲TOP |
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| | 4 蒸汽老化試驗: | |
| | | 1 | 100℃/100%R.H.，8h(相當(dāng)于高溫高濕下6個月)，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 拉張力測試(同批、不同顆零件、不同腳): | |
| | | 1 | 試驗前(溫度循環(huán)前) | | 2 | 溫度循環(huán)第250次時 | | 3 | 溫度循環(huán)第500次時 | | 4 | 試驗后(溫度循環(huán)結(jié)束) | ▲TOP |
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| | 試驗完畢檢查項目： | |
| | 外觀檢查、導(dǎo)體電阻量測(連續(xù)量攝)[低阻量測]、45度接合強度測試、接合處斷
面SEM檢查 | |
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| | ■當(dāng)完成無鉛組裝板，須執(zhí)行以下幾項測試，以確保產(chǎn)品可靠度： | |
| | | a | 振動試驗(VibrationTest) | | b | 熱沖擊(或者是熱循環(huán))測試(ThermalShockTest) | | c | 金相切片試驗(CrossSectionTest) | | d | IC零件腳的拉力試驗(PullTest) | | e | 電阻電容的推力試驗(ShearTest) | | f | 摔落試驗(手機產(chǎn)品) | ▲TOP |
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| | 以上試驗，d與e項，在成品完成后與經(jīng)過b項試驗后都建議執(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： | |
| | | 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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| | ■無鉛制程錫須試驗條件(晶須試驗)： | |
| | 冷熱沖擊試驗(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 | 達到規(guī)定溫度開始記數(shù) | ▲TOP |
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| | 高溫高濕試驗(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 | ▲TOP |
| | | | ------------------------------------------------------------------------------ | | ■IC的無鉛制程試驗條件： | | | | 溫度循環(huán)測試(TCT) JEDEC JESD22－A104 | 1.-40℃(-10℃,+0℃)←→125℃(-0℃,+10℃)，1個cycle為1小時，斜率時間為
20min(8℃/1min)，駐留10min，試驗1000小時，100小時檢查一次 | | 2.150℃←→-60℃，駐留15min，1000cycle(500cycle檢查一次) | | 溫度沖擊(TST)試驗1：150℃←→-60℃，駐留5min，1000cycle(500cycle檢查一次) | | 高溫儲存試驗1：JEDEC JESD22－A103－B | | 高溫儲存試驗2：150℃/1000h，溫度波動控制在±5℃，500小時檢查一次 | | PCT試驗1：JEDEC JESD22－A102－C | | PCT試驗2：121℃/100%R.H./2atm，試驗時間：1000h(500小時檢查一次 | | HAST試驗JEDEC JESD22－A110－B/118 | | 溫濕度試驗(THT) | | 試驗條件：85℃/85%R.H.，試驗時間：1000h(500小時檢查一次) | ▲TOP |
| | ------------------------------------------------------------------------------ | | ■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cycle為1小時，斜率時間為(11℃/1min)，駐留15min，試驗100、300、500、1000、2000cycle | | 3 | 溫度沖擊(TST)：[液體式]
-55℃←→125℃，1個cycle為30min，試驗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小時檢查一次 | ▲TOP |
| | ------------------------------------------------------------------------------ | | ■無鉛制程的可靠度試驗： | | 冷熱沖擊試驗： | | EIAJ(JEITA)ET-74073.3 | | | | a | -25℃(*少低7min)←→125℃(*少低7min) | | b | -40℃(*少低7min)←→125℃(*少低7min) | | c | -30℃(*少低7min)←→80℃(*少低7min) | | d | *低運轉(zhuǎn)溫度←→*高運轉(zhuǎn)溫度 | ▲TOP |
| | 高溫高濕儲存試驗： | | 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 強度確認(rèn)試驗：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進行拉力試驗
-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：
-55℃[30min]←→125℃[30min]，1000cycle
IT產(chǎn)品無鉛可靠性試驗：
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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