工艺可靠性试验概论

一、工艺可靠性试验的目的焊点在微电子PCB产业中起着举足轻重的起到。大力优化焊工艺，找到过热模式，分析过热机理，提升产品质量和可靠性水平，对电子PCB产业皆有最重要的意义。由于现代电子产品中使用微电子学器件和功能模组更加多，微电子器件PCB中的焊点也更加细小，而其所支撑的力学、电学和热力学负荷却越来越重，对焊点的可靠性拒绝日益升高。例如，新型的芯片尺寸PCB（CSP）、微间距的钎料球阵列PCB（μBGA）、填充PCB（POP）等技术，皆拒绝通过焊点必要构建有所不同材料间的电气、热和机械等的相连。

就是这大量的、细小的、不能视的焊点的焊质量与工艺可靠性，完全要求了整个产品系统的质量和设计的总体可靠性。而这些大量的识焊点的焊质量，就几乎依赖事前对其展开的工艺可靠性设计的细致度来保证。

也就是说，微焊点的焊点质量就几乎依赖微焊点焊的工艺可靠性设计才能保证。为了保证根据工艺可靠性设计所取得的指导原则而制订的可继续执行工艺规范的合理性和适应性，必需要对产品初始继续执行的装配工艺规范和工艺可靠性设计目标展开检验检验。它包含了新产品工艺中的核心内容和目标，唯有通过工艺中可靠性检验的工艺规范，才可投入批量生产线用于。

似乎工艺可靠性试验是大同小异设计可靠性试验的。工艺可靠性试验是环绕着影响工艺可靠性的诸因素来进行的，而且绝大多数都要通过对明确的焊点的微观分析，才能取得最后的准确结果。

工艺可靠性试验主要注目的是对经过装配后的PCBA上的微焊点的接合部，展开如下的适当的试验：（1）热负荷试验（温度冲击或温度循环试验）。（2）按照疲惫寿命试验条件对电子器件接合部展开机械形变测试。

（3）用于模型展开寿命评估。目前较为知名的模型有：较低循环疲惫的Coffin-Manson模型，一般在考虑到平均温度与频率的影响时用于修正的Coffin-Manson模型，在考虑到材料的温度特性及脆性关系时使用Coffin-Manson模型。在焊点工艺可靠性测试中，不应还包括：●等温机械疲惫测试：根据等温机械疲惫测试结果，可以证实完全相同温度下有所不同材料的抗机械形变能力，同时还指出有所不同材料表明出有有所不同的过热机理。

●热疲惫测试：用作实地考察由于热应力所引发的循环疲惫对焊点相连可靠性的影响。●耐腐蚀测试：主要实地考察在环境形变条件下的耐受性能力。二、试验分类和检测技术的适用性1、试验分类工艺可靠性试验可分成非破坏性和破坏性两类，明确不应展开的试验项目如表格1右图。

表格1工艺可靠性试验项目2、检验技术的适应性检验技术在研发BGA装配工艺中，可用作有所不同的阶段或者是在生产过程中作为一种求证过热机理的常用方法。对于检验方法的可应用性，表格2得出了一些建议。表格2建议使用的检验方法三、主要的试验内容和方法1.外观检查1）目的外观检查的目的是：过热定位，模式辨别。

2）检查内容●润湿角；●过热部位；●出厂或个别事例；●焊点表面颜色；●表面洁净状况。3）检查设备外观检查时，常用的设备有金互为显微镜和立体显微镜，如图1、图2右图。图1金相显微镜图2立体显微镜2、黏合强度评价1）剪切试验（根据JISZ3198-7）图3右图是根据标准JISZ3198-7而设计的对构建部件焊处强度展开剪切试验的解释。

焊在基板上的构建部件，被先端半径为R0.25的推具推测，从而获得仅次于推断力和破断时的方位（钎料部、界面、部件部）。图3构建器件焊处强度试验2）基板耐久性（倾斜）试验基板的耐久性试验分别根据标准：①JISC60068-2-21EIAJRCX-0104/101中规定：在一定的条件下，基板倾斜时，对其电气、机械性能的试验方法；②标准EIAJ-ET7407中规定了对CSP、BGAPCB状态下多次倾斜时，对其电气、机械性能影响的试验方法。图4和图5右图是插槽接合部的强度试验举例。

明确确认若无破断的地方，焊种类有所不同对结果若无影响，与形状否有关等。图4破断位置图5试验装置3）引线拉拔试验（带上引线零件）（1）评价QFP/SOP。将纳引线夹具挂勾悬挂在QFP的一根引线上，在跟基板成45°的方向，以50mm/s速度纳引线，加载仅次于载荷，如图6右图。

图6QFP/SOP引线拉拔试验（2）评价通孔元件（插装元件）。垂直基板方向，在不产生任何冲击的情况下，以相同速度纳引线，加载焊部瓦解时的载荷，如图7右图。图7通孔元件引线拉拔试验4）BGA黏合强度试验图8右图是BGA黏合强度测试方法，图9右图是测试装置。

测试方法有如下两种：（1）无限大倾斜试验：测量倾斜的距离和破断个数；（2）多次倾斜试验：测量倾斜的次数和破断个数。

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