無鉛焊點可靠性測試方法

無鉛焊點可靠性測試，主要是對電子組裝產品進行熱負荷試驗(溫度沖擊或溫度循環試驗)；按照疲勞壽命試驗條件對電子器件結合部進行機械應力測試；使用模型進行壽命評估。目前比較著名的模型有低循環疲勞的Coffin-Manson模型，一般在考慮平均溫度與頻率的影響時使用修正Coffin-Manson模型，而在考慮材料的溫度特性及蠕變關系時采用Coffin-Manson模型。 

無鉛焊點可靠性測試方法主要有外觀檢查、X-ray檢查、金相切片分析、強度(抗拉、剪切)、疲勞壽命、高溫高濕、跌落實驗、隨機震動、可靠性檢測方法等。 

外觀檢查：無鉛和有鉛焊接的焊點從外表看是有差別的，并影響AOI系統的正確性。無鉛焊點的條紋更明顯，并且比相應的有鉛焊點粗糙，這是從液態到固態的相變造成的。因此這類焊點看起來顯得更粗糙、不平整。另外，由于無鉛焊料的表面張力較高，不像有鉛焊料那么容易流動，形成的圓角形狀也不盡相同。因此檢測儀器必須做一些參數或程序調整，自動光學檢測儀(AOI)制造商已經推出了相應的解決方案，其中包括歐姆龍采用三色光源和不同的照射角度將焊點的三維形狀用二維圖像表示出來，而安捷倫也在最近推出了采用固態建模(SSM)技術的三維自動光學檢測設備等。 

X-ray檢查：無鉛焊的球形焊點中虛焊增多。無鉛焊的焊接密度較高，可以檢測出焊接中出現的裂縫和虛焊。銅、錫和銀應屬于“高密度”材料，為了進行優良焊接的特性表征、監控組裝工藝，以及進行最重要的焊點結構完整性分析，有必要對X射線系統進行重新校準，對檢測設備有較高要求。 

準自動焊點可靠性檢測技術是利用光熱法逐點檢測電路板焊點質量的一種先進技術，具有檢測精度高、可靠性好、檢測時不須接觸或破壞被測焊點等特點。檢測時對印制電路板的焊點逐點注入確定的激光能量，同時用紅外探測器監測焊點在受到激光照射后產生的熱輻射。由于熱輻射特性與焊點的質量狀況有關，故可據此判定焊點的質量好壞。激光與焊點的對準和注入以及焊點質量差別均由計算機及相應的軟件完成。測試裝置包括YJLG激光系統、紅外探測系統、X-Y掃描工作平臺以及由計算機控制的驅動系統、閉路電視監視系統、判讀軟件等五部分組成。此技術的焊點重缺陷檢出率為100％，，其他缺陷檢出率遠高于人工檢測。檢測速度滿足小批量生產需要，特別適用于可靠性要求高、批量小的產品檢測。 

在無鉛工藝焊點可靠性測試中，比較重要的是針對焊點與連接元器件熱膨脹系數不同進行的溫度相關疲勞測試，包括等溫機械疲勞測試、熱疲勞測試及耐腐蝕測試等。其中根據測試結果可以確認相同溫度下不同無鉛材料的抗機械應力能力不同，同時有研究表明不同無鉛材料顯示出不同的失效機理，失效形態也各不相同。 

對制造商來說，可靠性屬于比較高層次的考慮因素，但優良的制造工藝方面還是最重要的，沒有先進的制造工藝就沒有較高的可靠性。所以改進材料和工藝是解決采用無鉛焊所出現的可靠性和失效缺陷的關鍵。