第六章_电子元器件可靠性保证及案例分析

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电子元器件的可靠性设计与故障分析

电子元器件的可靠性设计与故障分析

电子元器件的可靠性设计与故障分析电子元器件在现代科技中扮演着至关重要的角色。

然而,由于其特殊的工作环境和复杂的电路设计,电子元器件的可靠性问题一直是制造商和设计者们面临的挑战。

本文将探讨电子元器件可靠性设计的重要性以及故障分析的方法,以便提高产品的质量和性能。

一、电子元器件可靠性设计的重要性电子元器件可靠性设计是保证电子产品正常运行的关键。

当产品的电子元器件失效时,不仅会导致生产停滞和经济损失,更重要的是会对用户的个人安全和财产安全造成威胁。

因此,通过进行可靠性设计,可以将故障率降至最低,确保产品的性能和可靠性。

1.1 材料选择与工艺控制在电子元器件的可靠性设计中,合适的材料选择和工艺控制非常重要。

首先,选择具有高稳定性和低故障率的材料能够减少电子元器件的失效风险。

同时,通过控制工艺参数,如温度、湿度和气压等,可以提高电子元器件的耐久性和稳定性。

1.2 电路设计与布局电子元器件的电路设计和布局直接影响其可靠性。

在电路设计中,合理选择电阻、电容、电感等元器件的数值和型号,能够增强电路的稳定性和抗干扰能力。

此外,合理布局电子元器件,降低电路的电感和电容耦合,有助于减少失效率。

1.3 散热设计与保护措施电子元器件的工作过程中会产生热量,散热设计和保护措施对于提高可靠性至关重要。

合理设计散热装置,保持元器件的温度在安全范围内,可以减少因热失控引起的故障。

此外,通过使用过流保护器、过压保护器等保护装置,可以避免电子元器件被损坏或过载。

二、故障分析的方法当电子元器件发生故障时,对其进行准确的故障分析是修复和改进产品的关键步骤。

下面介绍几种常见的故障分析方法。

2.1 失效模式与效应分析(FMEA)失效模式与效应分析是一种系统地分析电子元器件故障的方法。

通过识别潜在的失效模式和分析其可能的影响,可以有针对性地采取措施来防止故障的发生或减小其影响。

2.2 元器件失效分析元器件失效分析是通过对元器件的物理性能、电性能和结构特征等进行测试和分析,来确定其失效原因。

分析电子元器件质量及其可靠性管理

分析电子元器件质量及其可靠性管理

分析电子元器件质量及其可靠性管理摘要:由于我国对于科学技术的不断重视,其中电子产品越来越趋向于智能化,电子行业实现了飞速的发展。

其中,由于电子产品在人们的生活中得到了广泛得使用,在之后工作中要密切关注电子元器件的质量以及可靠性管理工作。

同时,在我国经济不断增长的背景下,企业之间的竞争力在不断的提升,就需要着重的重视电子元器件的质量。

本文将主要以电子元器件为主要话题,针对电子元器件的质量及其可靠性的管理进行论述。

关键词:电子元器件;质量;可靠性管理在我国对于科学技术不断重视的背景下,我国电子行业得到了飞速的发展,同时,社会对于电子元器件的需求也越来越大。

在现代对于电子产品需求的不断增大的环境下,提高电子元器件的质量,可以更好地实现企业核心竞争力的提升。

需要有关人员制定出一套科学化的管理方案,同时,还需要对相应的电子元器件的信息系统进行不断的完善,从而更好地提高电子元器件的可靠性,实现对电子元器件质量的改革和完善,帮助电子元器件自身得到了升级。

1 对电子元器件的安全性以及级别进行分析基于以上内容的认识,有关人员需要对电子元器件的质量加强重视并进行相应的可靠性管理,朝更好地促进电子元器件自身质量的提升,帮助企业实现长远的发展。

1.1 电子元器件的安全性电子元器件的质量很大的程度上决定了电子产品的质量,所以在电子产品出厂的时候,一般会对电子元器件进行相应的检测,保证整个电子产品的质量,电子元器件的很多种因素都会影响产品的安全性和可靠性,像原材料,工艺手法等等各项因素,同时,在进行电子元器件的安装过程中,由于人为的因素也会出现一些质量问题,从而对于整个电子产品的安全性产生的影响,这一方面需要有关人员加强重视,规范相应人员的操作,切实的提高整个电子元器件的质量。

1.2 电子元器件的级别总体而言,电子元器件属于一种精度比较高的产品,在操作的过程中,如果出现一定的误差,都会影响整个电子产品的质量,同时对于电子元器件的质量要求也特别得高,那么对电子元器件的级别进行相应的划分,所涉及的标准也在不断的更新中,由于我国整体起步比较晚,在七十年代所出台的技术标准和八十年代所出台的标准存在着很大的不同,在八十年代,我国借鉴了国外的一些经验,并结合我国实际的情况来制定了相应的标准,从而实现了对电子元器件的级别进行了分类,从而更好地保障了整个电子元器件的质量。

电子产品可靠性设计与试验技术及经典案例分析

电子产品可靠性设计与试验技术及经典案例分析

电子产品可靠性设计与试验技术及经典案例分析课程背景――为什么我们的产品设计好了,到了用户(现场)却返修率很高?――如何为客户提供有力的可靠性指标证据?MTBF的真正含义是什么?――MTBF与可靠度、失效率、Downtime 的关系如何?提高可靠真的降低返修率?――为何功率管在没超额定功率时仍然烧毁?――塑封集成电路为何有防潮要求?――如何开展热设计?――如何开展降额设计?――如何开展电路可靠性设计,例如继电器用在电路中,是否有潜在通路?CMOS电路真的省电吗?――如何开展加速寿命试验?――如何权衡试验应力?对于企业领导和研发工程师而言,诸如此类的问题可谓太多,尽快明白可靠性的指标和基本原理,使设计人员掌握一些可靠性设计技能,是我们迫切需要研究和解决的重大课题。

目前很多企业工程师在这方面缺乏实践经验,很多相关知识都是网络和书籍上面了解,但是,一方面在解决实际问题时光靠这些零散的理论是不足的,另一方面,这些“知识”也有可能对可靠性的实质理解造成误解,为帮助企业以及研发人员解决在实际产品设计过程中遇到的问题与困惑,我们举办此次《电子产品可靠性设计与试验技术及经典案例分析》高级训练班,培训通过大量的实际产品可靠性案例讲解,使得学员可以在较短时间内掌握解决可靠性技术问题的技能并掌握可靠性设计的基本思路!同时对企业缩短产品研发周期、降低产品研发与物料成本具有重要意义!======================================================================================课程特色---系统性:课程着重系统地讲述产品可靠性设计和试验的原理,产品可靠性设计的主要方法,产品常见的故障模式及其预防方法,课程以大量的案例来阐述产品可靠性设计的思路与方法,以及可靠性工作重点、工作方法、解决问题的技巧。

---针对性:主要针对电子产品可靠性设计和测试项目,及各种典型产品出现的不同问题时候的解决思路与方法。

电子元器件设计与制造成功案例和最佳实践分享

电子元器件设计与制造成功案例和最佳实践分享

电子元器件设计与制造成功案例和最佳实践分享电子元器件设计与制造在现代科技领域中扮演着重要角色。

不断进化的科技市场对于高质量、高性能的电子元器件需求不断增加,因此成功的设计和制造案例以及最佳实践分享对于业界来说至关重要。

本文将介绍一些电子元器件设计与制造方面的成功案例,探讨其中的经验和教训,以期为读者提供参考和启示。

一、高稳定性电源设计与制造成功案例分享1. 案例描述:某公司在设计和制造高稳定性电源方面取得了巨大成功。

他们的电源产品经过精心设计,具有出色的电压稳定性和噪音性能。

这一成功案例成为了业界的范例,激发了其他公司对于高稳定性电源设计的关注。

2. 设计与制造要点:a) 有效的滤波:该公司在电源设计中采用了先进的滤波技术,有效地降低了输入和输出噪音水平,从而提高了电源的稳定性。

b) 精心选择元器件:公司在元器件选择上严格筛选,寻找高质量、高性能的元器件。

合理的元器件匹配和优化电路设计实现了高效能的电源。

3. 最佳实践分享:通过这个案例,我们可以得出一些关键的实践经验:a) 电源设计中,滤波是关键。

优秀的滤波电路可以显著提高电源的稳定性。

b) 元器件的选择非常重要。

应选取高性能、高质量的元器件,并进行合理的匹配和组合设计。

二、可靠性考虑在电子元器件设计与制造中的最佳实践分享1. 实践背景:可靠性是电子元器件设计与制造中至关重要的考虑因素。

一家电子公司通过对可靠性的充分考虑,成功地设计和制造出了高可靠性的产品。

2. 设计与制造要点:a) 优化电路设计:该公司在电路设计过程中,注重优化电路结构和元器件布局,降低电路故障风险,并提高产品的可靠性。

b) 质量控制与测试:公司严格落实质量控制流程,确保每一个环节都符合质量标准。

另外,他们还使用了高质量的测试设备来验证产品的可靠性。

3. 最佳实践分享:以下是该公司成功实践中的一些启示:a) 可靠性是设计与制造过程中不可忽视的因素。

应在设计初期就考虑并优化可靠性相关因素。

电子产品的可靠性案例分析

电子产品的可靠性案例分析

电子产品的可靠性分析一.电子设备产品的可靠性1.可靠性的基本概念随着电子技术的发展,对电子设备产品也提出了更高的要求。

由于设备技术性能和结构要求等方面的提高,可靠性问题愈显突出。

如果没有可靠性保证,高性能指标是没有任何意义的,现代用户买产品就是买可靠性,对生产厂家来说,可靠性就是信誉,就是市场,就是经济效益。

从整机来讲,可靠性贯穿于设计、生产、管理中。

从部件、元器件的角度来讲,电子元器件的可靠性水平决定了整机的可靠性程度。

可靠性属于质量的范畴,是产品质量的时间函数。

从基本概念上讲,可靠性指标与质量的性能指标所强调的内容是不同的,可靠性的基本概念与时间有关(如表1所示),这些基本概念的具体化,就是产品故障或寿命特征的数学模型化。

只有通过可靠性试验才能确定产品故障或寿命特征符合哪一种数学分布,才可以决定产品的可靠性指标,进而推算产品的可靠程度。

在可靠性工程中,最常见的寿命分布函数有指数分布、威布尔分布、对数正态分布和正态分布。

2.电子设备产品的可靠性指标大量统计资料证明:电子设备产品的失效分布一般服从指数分布。

从电子设备产品及许多电子元器件的失效机理来看,随着时间的足够长,失效率趋近于一个稳定值,其基本特征可以用指数函数的曲线相比拟,即服从指数分布,因此电子设备产品的可靠性指标有:可靠度R(t):由上可看出在指数分布时产品的可靠性指标表示式比较简单,并且失效率λ是一个常数。

在进行电子设备产品可靠性分析时,只要得到λ的数值,其它指标就可以直接算出来。

二.电子设备产品的可靠性试验1.可靠性试验的特点和分类电子设备产品的可靠性指标是一些综合性、统计性的指标,与质量性能指标完全不同,不可能用仪表、仪器或其它手段得到结果,而是要通过试验,从试验的过程中取得必要的数据,然后通过数据分析,处理才能得到可靠性指标的统计量。

可靠性指标的实现主要依靠现场试验或模拟现场条件试验,所以可靠性试验不同于一般设备的性能试验。

从广义上讲,为了了解、评价、分析和提高电子设备产品的可靠性水平而进行的试验,可以用来确定电子设备产品在各种环境条件下工作或贮存的可靠性的特征量。

电子元器件质量控制与可靠性分析

电子元器件质量控制与可靠性分析

电子元器件质量控制与可靠性分析随着时代的进步和技术的发展,电子元器件已经成为现代化社会中不可或缺的一部分。

随着电子元器件产品应用领域的扩大和复杂性的提高,电子元器件的质量和可靠性问题已经成为制约整个电子行业的一大瓶颈问题。

电子元器件的质量包括两个方面的内容,一是产品质量,即产品的性能、功能、操作等是否符合要求;二是生产质量,即生产过程中制定的生产方案、质量控制体系、环境设施等是否严格遵守标准和要求。

而电子元器件的可靠性就是指产品在一定条件下能够长期、稳定地满足使用者需求的性能指标,可以从使用寿命、故障率、可维护性等多个角度来考虑。

那么,如何保证电子元器件的质量和可靠性呢?首先,需要建立和完善一套完整的质量控制体系。

这个体系需要包括从产品设计、原材料采购、生产加工、测试检验、最终出厂到售后服务等整个生产流程的各个环节,并要保持质量标准的严格一致性。

其次,对于电子元器件的各项性能指标,需要制定明确的测试方法和标准,建立完整的测试设备和质量检验体系,并开展相关的技术研究和开发工作,以保证测试和检验的准确性和可靠性。

再次,需要严格控制原材料和生产加工工艺,尽可能保证产生的产品是符合要求的。

其中,原材料的选择和检测特别重要,因为原材料的质量直接影响到产品的质量和可靠性。

对于生产加工工艺,需要确保设备的稳定性、加工工艺的标准化等,以提高产品的稳定性和可靠性。

最后,还需要加强售后服务和维护体系的建设,及时解决用户遇到的问题和需求,以提升产品的信誉度和用户满意度。

另外,在电子元器件质量和可靠性方面还存在一些特殊的问题,比如寿命问题和环境问题。

寿命问题涉及到元器件的使用寿命,一般是指产品可以保持正常工作状态的时间。

对于很多电子元器件产品而言,使用寿命是非常重要的性能指标。

环境问题则是指元器件在特殊环境条件下的性能和可靠性表现。

环境条件对电子元器件的性能和可靠性都有着极大的影响,因此需要在产品设计和生产过程中考虑环境因素对产品的影响,并进行相应的测试和检验。

电子元器件的可靠性分析与优化研究

电子元器件的可靠性分析与优化研究

电子元器件的可靠性分析与优化研究导言电子元器件已经成为现代社会不可或缺的一部分,从智能手机到航空航天设备,都离不开各种各样的电子元器件。

然而,由于环境、工作条件和设计等多种因素的影响,电子元器件的可靠性成为重要的研究课题。

本文将探讨电子元器件的可靠性分析与优化研究,并提出一些解决方法。

一、电子元器件可靠性分析方法1. 故障模式及影响分析(Failure Mode and Effect Analysis,FMEA):FMEA是一种常用的电子元器件可靠性分析方法,通过对元器件的故障模式及其可能带来的影响进行评估和分析,确定潜在问题并采取相应的措施。

该方法可以帮助设计人员在设计阶段减少潜在故障的发生,提高产品的可靠性。

2. 退化分析(Degradation Analysis):退化分析是通过对电子元器件的退化过程进行建模和分析,预测元器件在不同工作条件、环境和时间下的性能变化。

通过对退化分析的结果进行合理的优化设计,可以延长电子元器件的使用寿命,提高可靠性。

二、电子元器件可靠性优化方法1. 选择合适的元器件:在设计过程中,选择合适的元器件非常重要。

优先选择可靠性高、经过验证的元器件,同时考虑元器件的工作环境和工作条件,以确保元器件在实际使用中能够正常工作。

2. 优化布局和散热设计:电子元器件在工作时会产生热量,如果散热不良,会导致元器件温度过高,从而降低其可靠性。

因此,在设计过程中,应该合理布局元器件,确保良好的热传导和散热条件,并在必要时采取散热措施,如增加散热片或散热风扇等。

3. 加强可靠性测试和质量控制:进行可靠性测试是提高电子元器件可靠性的重要手段。

通过对元器件进行可靠性测试,可以评估元器件的性能和寿命,为后续的优化提供数据支持。

同时,在生产和制造过程中,加强质量控制,确保元器件的质量稳定和一致性。

三、面临的挑战和研究方向1. 小尺寸与高集成度:现代电子设备对电子元器件的尺寸和集成度要求越来越高,这给电子元器件的可靠性带来了挑战。

电子元器件的可靠性与质量控制策略

电子元器件的可靠性与质量控制策略

电子元器件的可靠性与质量控制策略在电子设备的制造过程中,电子元器件的可靠性和质量控制是至关重要的。

本文将探讨电子元器件可靠性及相关的质量控制策略,旨在提高电子产品的品质。

一、电子元器件的可靠性分析电子元器件的可靠性是指在特定条件下,在给定时间内,不发生失效的能力。

了解电子元器件的可靠性意味着能够预测其寿命和失效情况,为质量控制提供依据。

1.1 可靠性的评估指标电子元器件的可靠性评估指标主要包括以下几个方面:- 失效率:衡量在给定时间内电子元器件失效的概率。

- 平均无故障时间(MTBF):衡量在特定时间内电子元器件无故障运行的平均时间。

- 可靠度:衡量在给定条件下,电子元器件在特定时间内无故障的概率。

1.2 影响可靠性的因素电子元器件的可靠性受到多种因素的影响,包括但不限于:- 温度变化:高温环境容易导致电子元器件损伤或失效。

- 湿度变化:过高的湿度可能引起电子元器件的腐蚀。

- 电压应力:超出电子元器件耐受范围的电压可能导致失效。

- 组装工艺:不良的焊接和连接可能导致元器件间的电气连接问题。

- 运输和存储条件:不当的运输和存储条件可能损坏电子元器件。

二、质量控制策略2.1 零部件选择与供应链管理为了保证电子元器件的可靠性,选择质量可靠的供应商是至关重要的。

这涉及到供应链管理,包括:- 与供应商建立长期稳定的合作关系,以确保供应的持续性。

- 对供应商进行评估,包括其质量控制体系、生产能力和技术支持能力等。

- 采用多品牌、多样品的策略,以减少供应链风险。

2.2 工艺控制与制造过程监控对于电子元器件制造过程,有效的工艺控制和制造过程监控是确保产品质量的关键。

包括但不限于以下措施:- 严格控制环境条件,包括温度、湿度等参数,以保证生产环境的稳定性。

- 建立可追溯性体系,确保每个步骤都有完整的记录和检查。

- 使用自动化设备和工艺技术,减少人为误差的发生。

- 进行过程监控,及时发现异常情况并采取相应措施。

2.3 可靠性测试与验证可靠性测试和验证是确保电子元器件可靠性的重要手段。

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2012/11/25
7.3.1 电子元器件可焊性
1 电子元器件的可焊性要求
良好焊点形成要素100%
有 铅
无 铅
端子可 焊性S
无 铅
焊接温 度ΔT
无 铅
助焊剂 活性A
无 铅
焊料润 湿性w
由有铅工艺向无铅工艺转换过程中各要素的变化
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电子元器件的可焊性要求
可焊性:金属表面润湿焊料的能力。 润湿:金属表面的一种性能。即当熔融的焊料涂覆在
也可能长时间保持
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7.3.2.2 锡须生长的内在机理分析
1 锡须生长的主要原因 锡镀层内的压应力是导致锡须生长的主要原因,该压应力可能由下列 情况导致: 镀锡过程中的残余应力 金属间化合物的生长 机械应力(弯曲) 热机械应力(热不匹配) 锡表面的氧化腐蚀 其中,热应力、机械应力、IMC生长导致的应力和锡氧化腐蚀的应力 由于具有可再生性,成为影响锡须生长的关键因素。 同时,机械和热应力在数量级上有限,他们不能保证锡须的长时间持 续生长,所以化学反应力对锡须生长是最关键的。
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抑制锡须生长的方法
退火处理(不光滑的锡) 在高温下将形成更加规则的Cu3Sn和Cu6Sn5合金。 锡晶界将漂移,从而形成大晶粒和少的晶界。 更加规则的合金层将成为阻挡层,降低在环境温度条件下由于晶界扩 散形成的不规则合金。 后期的烘烤过程也能产生退火效果,减少镀层中的应力。
引脚镀层要求
金镀层过厚导致的焊点开裂
5
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Au镀层设计要求:
当焊点中金焊料超过3%时(对应的金厚度为0.15um), 极易导致焊点脆性开裂。 方法 去金处理 薄金镀层
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7.3 电子元器件可靠性测试或评价方法
7.3.1 可焊性测试 7.3.2 锡须评价方法 7.3.3 潮湿敏感损伤评价方法 7.3.4 假冒芯片风险及识别
(2-4% Ag)
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抑制锡须生长的方法
三 底部材料(即阻挡层) 1)镍阻挡层 镍和锡的扩散速度小于锡和铜之间的扩散速度。 镍和锡的合金也不会导致显著的压应力 镍阻挡层的厚度至少0.5um。 2)银阻挡层 和镍的效果类似,银厚度至少2um。
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抑制锡须生长的方法
四 热处理方法 1)融化锡镀层 在镀锡后采用浸热油方式短时间熔化锡镀层。 2)回流处理 3)退火处理(不光滑的锡) 消除由于不规则的合金生长导致的锡须。在电镀后24小时内进行1小 时150 °的退火处理。 消除由于器件成型等导致的残余应力。
不同环境条件对锡须生长的影响研究
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锡表面氧化层的影响
压应力是锡须生长的必要条件,但非充分条件。 锡晶粒内的压应力可以通过原子扩散向晶粒自由表面 扩散,当表面存在氧化层时,能够阻止扩散的发生, 当氧化曾存在缺陷时,则锡须会在存在缺陷的位置发 生。 因此,必须存在氧化层,同时氧化层不能太厚。
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元器件最常用的可焊性测试方法: 1 有接收拒收标准
浸锡法-有引脚器件 浸锡法-无引脚器件 2 无接收拒收标准 润湿天平法-有引脚器件(重点考核表面组装器件) 润湿天平法-无引脚器件(贴片元件)
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可焊性测试-前处理
前处理的条件要根据所采用的元器件可能遭受的存 储条件等确定。 一般作为器件近厂检验,可以按照下列原则进行: 1) 3个月内加工完毕,不需要进行蒸汽老化处理; 2) Sn基镀层超过4个月存储期或者在焊接前需多次 暴露在高温条件下,采用8小时蒸汽老化处理。 注:对于PCB可焊性的前处理说明
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第六章 电子元器件可靠 性保证及案例分析
邱宝军
020-87237355,qiubaojun@
触目惊心的例子
1
7.1 电子元器件对组件可靠性的影响 ① 对电子组装工艺的影响 ② 对焊点质量的影响 ③ 对焊点长期可靠性的影响 ④ 器件本身可靠性问题的影响
J-lead family
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润湿天平方法图解
浸入时间
F
加热时间
2012/11/25 t
2/3Fmax
F
加热时间
Fmax
零交时间*
t
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不同的润湿曲线分析
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润湿天平法测试结果评价
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7.3.2 锡须失效机理及评价方法
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7.3.2.1 锡须历史
第二次世界大战期间,发现镀铬的引脚表面由金属须生长。1946年 HL.Cobb Bell实验室马上研究了镀锡表面,发现同样存在锡须的生长。 1950年,通过扫描电镜和透射电镜等方法分析了锡须的一般特征,并指出 了锡须生长源于底部。并发现Zn等元素同样存在风险。 1954年,Fisher et 首次发表了关于锡须的系统研究结果,提出了压应力 是导致锡须生长的主要原因。 1959年,Arnold 提出在锡镀层中含铅能够抑制锡须生长,同时提出再结 晶可能是锡须生长的一个原因 1963年 Glazunova等提出热处理有助于抑制锡须的生长 1964年 Britton等提出了采用Ni阻挡层抑制锡须生长的方法 1973年 K.N.Tu等指出了锡铜合金形成锡须的内在驱动力 1975~1976年,首次发表了锡须的高清晰扫面电镜照片,提出了锡须对于 航天产品是严重的安全问题 1984年,Dunn发表了59页的研究报告,再次强调锡须和结晶和再结晶相关
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浸锡法-润湿不良示意图
反润湿
反润湿
针孔
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浸锡法-润湿不良示意图
Dip and Look
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润湿天平法
焊料温度:235±5℃ 活性助焊剂 5~10sec;<60sec 10±1mm预热20±1sec 浸渍角度:20°~40 ° 浸渍速率:1~5mm/sec 浸渍深度:0.2±0.1mm 浸渍时间:5.0±0.5sec
无铅温度为255 ±5℃
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可焊性测试-助焊剂
助焊剂:标准的活性松香助焊剂(J-STD-004中的ROL1类) 20wt.%±0.5wt.%松香,0.15wt.%±0.01wt.%二乙二胺盐 (CAS 660-68-4),74.85wt%±0.5wt%异丙醇
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可焊性测试-浸锡角度
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如果没有特殊说明,一般不进行前处理。
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可焊性测试-焊料和焊接温度
焊料浴温度:245±5℃ 焊料中杂质的控制:30个工作日进行一次化学或光谱分析
1. 焊料中Sn和Pb的含量 偏差要分别维持在 ±0.1%以内
2. Cu、Au、Zn和Al的含 量总和不能超过0.4%
3. 一个工作日只焊料呈 熔融状态持续8小时
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锡须导致的问题报导
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锡须的主要特征 1. 纯锡单晶,最长可达>10mm 2. 典型大小:1~3微米×300微米 3. 锡须的主要形状:
Filament/Nodule/Column/Hillock 4. 危险:可导致将来短路的可靠性问题
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连接器锡须失效案例
可焊性 耐氧化和腐蚀的性能
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7.2.2 引线类型选择
翼型脚—容易检查和测试,但易损坏 J型脚—空间利用率高,不易损伤,但引脚硬度高可能降低焊 点的可靠性 针阵列—空间利用率较高 细间距器件—空间利用率高,但测试困难 器件的共面性—可能芯吸导致焊点开路
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7.2.3 元器件端子的处理
电子元器件的可焊性测试方法-浸锡速度和时间
速度:25mm/ s 6mm/ s 时间:5s
电子元器件的可焊性测试方法-可焊性测试要求 可接收\拒收标准:所有引脚检测区域上应展示不少于95%
的连续的焊料覆盖面,允许有5%的反润湿,不润湿和针孔之 类的缺陷,但这些缺陷不能集中在一起。除了反润湿,不润 湿和针孔,其它焊接如表面粗糙等异常不作为拒收条件。
1 镍阻挡层 镍的扩散速度是银的1/10; 镍非常容易氧化或钝化; 为了防止镍的氧化从而保护可焊性,在镍表面度锡铅或 者金和钯。 2 锡和锡铅 最常用的处理方式; 由于锡和铜容易形成合金,因此理想的方式是在铜上加 镍阻挡层; 富铅层和合金氧化通常导致焊接不良。
7.2.3 元器件端子的处理 3 纯锡镀层 锡镀层存在锡须的问题 锡疫(温度低于负40度时) 当铅含量超过3%时将明显抑制锡须生长和锡疫的发生 纯锡镀层不推荐使用 4 锡铅镀层 可以用电镀或者浸如融融焊料的方式进行
热、机械应力对锡须的影响体现为周期性的应力,并可能导 致锡表面氧化层的破裂,从而增加锡须生长的可能性。 尽量避免可能导致较大应力的FeNi42合金引脚金属。
残余应力的影响
电镀、器件引脚成型或者器件安装过程的残余应力将 加速锡须的生长。
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不同环境条件对锡须生长的影响研究
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自然环境条件下锡须生长最为明显; 原因:不规则的合金生长的影响
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7.2.3 元器件端子的处理 5 金 钯和银镀层 金和钯镀层在焊点中的含量不超过3%。 金和钯镀层在器件和PCB焊盘侧不超过0.1um 可以把器件引脚插入到焊料槽中去除金镀层 铜上不能直接镀金,要添加镍阻挡层,否则铜扩散到金 表面氧化将降低可焊性。 当薄的镀层需要进行高温等处理时,为了保证可焊性, 必须采用贵金属镀层,如银 钯 和金 金需要1.5um的镍阻挡层 金镀层会导致焊点脆性失效 银镀层在储存和运输时要避免变色,从而影响可焊性。
抑制锡须生长的方法
五 热浸工艺 Hot dipping with SnAg4 or SnAgCu, is generally, an effective mitigation practice and considered whisker free. However, there is evidence that when pure tin is used, this mitigation process may not be effective 六 锡层厚度 没有镍阻挡层时,锡的厚度要求最少7um,通常要求10um 有镍阻挡层时,锡的厚度要求保证可焊性。
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