在選擇焊料品種時(shí)，我們不僅要關(guān)心焊料本身的機(jī)械性能，而且更要關(guān)心焊料所形成焊接的可靠性。事實(shí)上，焊料的機(jī)械性能不完全等同于焊接的機(jī)械性能，特別是對于無鉛焊接來說更是如此，焊料所形成的焊接，在其焊料與銅焊盤的接合部位形成MC。對于錫鉛焊料，其MC的機(jī)械強(qiáng)度要大于焊料本身強(qiáng)度，當(dāng)受到外力沖擊時(shí)，斷裂處通常穿過焊料本身，此時(shí)需要大的外力沖擊能量。而無鉛焊接則不一樣，在高速?zèng)_擊下，斷裂會(huì)出現(xiàn)在IMC處，并隨沖擊速度的增快，IMC處斷裂的概率隨之增大，并且只需較低的外力沖擊能量。因此人們越來越重視對無鉛焊料所形成的焊接測試，通常用它來評估焊料的機(jī)械性能。最典型的做法有以下幾種。
板級測試
將要測評的焊料組裝成測試板（通常做不同焊料對比試驗(yàn)），然后按需要選擇測試方法
1、高低溫沖擊法
高低溫沖擊法的方法可按下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行:
●IPC-SM-785《表面安裝焊接件加速可靠性試驗(yàn)導(dǎo)則》；
●IPC-9701《表面安裝焊接件加速可靠性試驗(yàn)方法與鑒定要求》；
●IPC-TM-650《實(shí)驗(yàn)方法手冊》
具體做法是將焊接后的樣板放在專用的高低溫試驗(yàn)箱中，IPC-9701標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)5種試驗(yàn)條件下的性能實(shí)驗(yàn)方法，從低要求的T100℃到嚴(yán)要求的T180℃C，計(jì)劃分5個(gè)不同檔次。溫差越大，其條件越惡劣，即對焊接可靠性要求越高。
每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中在低溫和高溫各停留30min，每變化一次，為一個(gè)周期。通常一個(gè)試驗(yàn)要做2000~3000個(gè)周期，然后通過目測或按 IPC-TM6650標(biāo)準(zhǔn)測試評估。5個(gè)不同檔次的溫度差為：
●TC1：0℃/30min←→100℃，T為100℃推薦參考；
●TC2：-25℃/30min←→100/30min，T為125℃；
●TC3：-40/30min←→125/30min，T為165℃；
●TC4：-55/30min←→100C/30min，T為155℃；
●TC5：-55/30min←→125℃/30min，T為180℃
整個(gè)試驗(yàn)過程中按下述要求測試：
每100個(gè)周期判斷龜裂發(fā)生率；
每500周期測試剝離強(qiáng)度。
上述試驗(yàn)是模仿電子產(chǎn)品工作狀態(tài)進(jìn)行的，即焊接由于自身的電阻，當(dāng)有電流通過時(shí)會(huì)發(fā)熱，而不工作時(shí)焊接恢復(fù)到室溫，從高溫到室溫意味著焊接經(jīng)受高低溫的變化，在汽車電子中有些部位電子產(chǎn)品中焊接升溫會(huì)達(dá)到80℃以上，如果再加上環(huán)境溫度交替變化那么焊接升溫還會(huì)更高。故該試驗(yàn)方法實(shí)用性強(qiáng)，但試驗(yàn)周期長費(fèi)用高，試驗(yàn)前應(yīng)做好充分準(zhǔn)備。
_20211122113924_583.jpg "常見焊接產(chǎn)品的可靠性測試")
2、高溫老化法
高溫老化法是常用的試驗(yàn)方法，簡便可靠，通常焊接老化后性能會(huì)下降，不同焊料焊接性能下降程度不一樣。具體做法是將樣品放在烘箱中老化，烘箱溫度可選擇150/180/200℃，時(shí)間可選擇200/300/400h不等，然后再測試焊接強(qiáng)度，通過比較來評選好的焊料。
3、跌落試驗(yàn)
跌落試驗(yàn)是傳統(tǒng)的評估焊接可靠性的方法之一，簡單易行，成本低，目前主要用于評估容易掉到地上的電子產(chǎn)品，如手機(jī)等便攜式產(chǎn)品。由于這類產(chǎn)品使用時(shí)經(jīng)常會(huì)掉到地上，并會(huì)在電氣方面出現(xiàn)故障，其中包括元器件和電路板之間的焊接出現(xiàn)破裂。此外跌落試驗(yàn)還可用來做對比試驗(yàn)，例如，針對無鉛 WLCSP元器件做跌落測試時(shí)，可對比使用底部填充料與不使用底部填充料時(shí)焊接的可靠性，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)使用底部填充料的無鉛 WLCSP元器件可靠性能好。跌落試驗(yàn)可參考GB2423以及 JEDEC JESD22-B111標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
4、焊接高速?zèng)_擊試驗(yàn)
雖然人們重視無鉛焊料引起的脆性斷裂問題，但是早期的剪切和拉伸測試方法使脆性斷裂失效問題顯得很不常見，這不是因?yàn)榇嘈詳嗔巡粫?huì)發(fā)生，只是因?yàn)樵缙诘臏y試體系不能提供一個(gè)穩(wěn)定的力來證明這種失效模式的存在。近年來人們研制了焊接高速?zèng)_擊試驗(yàn)系統(tǒng)從而使試驗(yàn)變得簡單化。
焊接是指通過加熱或加壓，或者兩者并用。并且用或者不使用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種方式。目前焊接的方法有熔焊，壓焊和釬焊三種。焊接具有節(jié)約金屬，生產(chǎn)效率高，致密性好，強(qiáng)度高易于操作，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。被廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造，鍋爐化工石油天然氣管道，民用建筑以及大型鋼結(jié)構(gòu)制造。已經(jīng)替代了傳統(tǒng)的鉚接工藝。
總結(jié),焊接的可靠性是通過焊評進(jìn)行保證的，簡單的說，首先通過焊評確定焊接工藝能夠得到符合要求的焊接接頭，然后通過焊工資格評定再保證施焊人員能夠焊接出符合質(zhì)量要求的焊縫。最后就是合理的焊接工藝保證達(dá)到相應(yīng)的要求。
