耐焊接热检测：核心检测项目与技术要求

一、概述

二、核心检测项目及方法

1. 焊接热冲击测试

• 目的：模拟实际焊接时的高温暴露，检测材料的热稳定性。
• 测试参数：
  • 峰值温度：通常为260℃±5℃（铅焊）或288℃±5℃（无铅焊）。
  • 暴露时间：10~30秒（根据标准调整）。
• 方法：
  • 将样品浸入熔融焊料槽（波峰焊模拟）或通过回流焊炉。
  • 使用热风枪定点加热（局部热应力测试）。
• 判定标准：
  • 外观检查：焊盘、基材无剥离、起泡、变色。
  • 电性能测试：焊接后电气连通性无退化。

2. 预处理与后处理

• 预处理：
  • 老化处理：高温存储（如85℃/85%RH环境下48小时），评估材料吸湿后的耐热性。
  • 冷热循环：-40℃~125℃循环，验证材料抗热疲劳能力。
• 后处理：
  • 焊接后立即进行冷冲击（如浸入低温液体），检测热应力下的机械强度。

3. 焊盘与基材结合力测试

• 剥离强度测试：
  • 使用拉力机测量焊盘与基材的剥离力（单位：N/mm）。
  • 标准要求：IPC-6012规定铜箔剥离强度≥1.0 N/mm。
• 显微结构分析：
  • 切片观察焊盘与基材界面是否有微裂纹、空洞等缺陷。

4. 焊点可靠性评估

• 润湿性测试：
  • 通过润湿平衡法（Wetting Balance）测定焊料在材料表面的铺展性。
  • 判定润湿时间（≤1秒为合格）和润湿力曲线。
• 空洞率检测：
  • X射线检测焊点内部空洞比例（通常要求＜25%）。

5. 材料热性能参数

• 玻璃化转变温度（Tg）：
  • 通过DSC（差示扫描量热法）测定PCB基材的Tg值，Tg需高于焊接温度。
• 热膨胀系数（CTE）：
  • 测量材料在焊接高温下的膨胀率，CTE不匹配会导致分层风险。

三、测试标准与规范

• 国际标准：
  • IPC-TM-650：电子互连材料测试方法（热应力章节）。
  • IEC 61189-5：电子材料耐焊接热测试流程。
• 行业规范：
  • JIS C 6481：印制电路板耐热性试验方法。
  • GB/T 4722（中国国标）：印制电路板耐焊接热试验。

四、检测设备与工具

• 焊接模拟设备：焊料槽、回流焊炉、热风枪。
• 分析仪器：
  • 光学显微镜（100~1000倍放大）。
  • X射线检测仪（用于焊点内部缺陷）。
  • 拉力试验机（剥离强度测试）。

五、常见失效模式与改进方向

• 典型失效：
  • 基材分层、焊盘剥离、焊料润湿不良。
• 改进措施：
  • 选择高Tg（＞170℃）的PCB基材。
  • 优化铜箔表面处理工艺（如OSP、ENIG）。
  • 调整焊接参数（温度曲线、预热时间）。

六、