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宏展科技有限公司無鉛制程試驗條件

閱讀：189 發(fā)布時間：2015-8-7

　　　　　　無鉛制程試驗條件

宏展儀器把現(xiàn)有所知及整理的無鉛制程相關(guān)信息與測試規(guī)范，不留一手的全部與客戶分享，藉以拋磚引玉同業(yè)，并且透過宏展專業(yè)及率的研發(fā)團(tuán)隊，讓客戶在導(dǎo)入綠色無鉛化的過程中能夠得到zui完整及售后服務(wù)。

       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(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（溫度沖擊或溫度循環(huán)試驗）；
      02  按照疲勞壽命試驗條件進(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(jī)	04 低阻量測系統(tǒng)
	05 離子遷移量測系統(tǒng)	06 復(fù)合式試驗機(jī)(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[zui常使用的條件]
2	-55℃(30min)←→105℃(30min)，1800cycle
3	-25℃(30min)←→100℃(30min)，1000cycle，試驗完必須*
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:

125℃、50～60Hz、9.8m/s^2(1G)

▲TOP

4 蒸汽老化試驗:

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)

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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(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(jī)產(chǎn)品)	▲TOP

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(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：

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(dá)到規(guī)定溫度開始記數(shù)	▲TOP

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

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■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

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■裸晶測試(Bare die test)：

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、2000 cycle
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

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■無鉛制程的可靠度試驗：

冷熱沖擊試驗：

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：

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：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
-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

宏展產(chǎn)品電力覆冰高低溫濕熱環(huán)境模擬試

宏展科技有限公司的熱計量與溫控專題

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