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(shí)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(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(yàn)設(shè)備(接合可靠度評估)為：
| 01 高溫烤箱 | 02 熱沖擊試驗(yàn)[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(yàn)機(jī)(溫濕度+振動) |
| 07 蒸汽老化試驗(yàn) | 08 金相切片試驗(yàn) |
| 09 振動測試 | 10 IC零件腳的拉力試驗(yàn) |
| 11 彎曲測試 | 12 電阻電容的推力試驗(yàn) |
| 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(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 |
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| 2 烤箱: |
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| | 1 | 125℃：1000h,2000h(PCB) | | 2 | 150℃,，100h,168h |
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| 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,。
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| 3 復(fù)合式試驗(yàn): |
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| | 1 | 125℃,、50～60Hz、9.8m/s^2(1G) | ▲TOP |
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| 4 蒸汽老化試驗(yàn): |
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| | 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: |
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| 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： |
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| | 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): |
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| | 1 | 試驗(yàn)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(yàn)后(溫度循環(huán)結(jié)束) | ▲TOP |
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| 試驗(yàn)完畢檢查項目： |
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| 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 |
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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： |
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| | a | 振動試驗(yàn)(VibrationTest) | | b | 熱沖擊(或者是熱循環(huán))測試(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 |
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| 以上試驗(yàn),，d與e項,，在成品完成后與經(jīng)過b項試驗(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)： |
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| | 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))： |
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| 冷熱沖擊試驗(yàn)(Thermal Cycling,，TC)： |
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| | 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)： |
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| | 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(yàn)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(yàn)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(yàn)1：150℃←→-60℃,，駐留5min,，1000cycle(500cycle檢查一次) | | 高溫儲存試驗(yàn)1：JEDEC JESD22－A103－B | | 高溫儲存試驗(yàn)2：150℃/1000h，溫度波動控制在±5℃,，500小時檢查一次 | | PCT試驗(yàn)1：JEDEC JESD22－A102－C | | PCT試驗(yàn)2：121℃/100%R.H./2atm,，試驗(yàn)時間：1000h(500小時檢查一次 | | 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)時間：1000h(500小時檢查一次) | ▲TOP |
| | ------------------------------------------------------------------------------ | | ■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(yàn)100,、300,、500、1000,、2000 cycle | | 3 | 溫度沖擊(TST)：[液體式]
-55℃←→125℃,，1個cycle為30min，試驗(yàn)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(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 離子遷移測試：85℃/85%R.H.,，駐留1000h，連續(xù)絕緣電阻量測 |
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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(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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