作者：江志宏

       昆山庆声电子把现有所知及整理的无铅制程相关信息与测试规范，不留一手的全部与客户分享，藉以抛砖引玉引领同业，并且透过庆声专业及高效率的研发团队，让客户在导入绿色无铅化的过程中能够得到最完整技术支持及售后服务。

       无铅产品之可靠度测试是产品设计与制造必需面对的严苛挑战，各种材料之制程条件、可靠度、焊接性都不同，对制造者实在很难在短时间将良率和信赖度做好。
在无铅制程焊点可靠性测试中，比较重要的是针对焊点与连接元器件热膨胀系数不同进行的温度相关疲劳测试。包括等温机械疲劳测试，热疲劳测试及耐腐蚀测试等。其中根据测试结果等温机械疲劳测试可以确认相同温度下不同无铅材料的抗机械应力能力不同，同时还表明不同无铅材料显示出不同的失效机理，失效形态各有不一。热疲劳测试是用于考察由于热应力所引起的低循环疲劳对焊点连接可靠性的影响。
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 ■锡铅焊点可靠性测试方法:
      01  对电子组装品进行热负荷试验（温度冲击或温度循环试验）；
      02  按照疲劳寿命试验条件进行对电子器件结合部进行机械应力测试； 
在无铅制程焊点可靠性测试中，比较重要的是针对焊点与连接元器件热膨胀系数不同进行的温度相关疲劳测试。
包括等温机械疲劳测试，热疲劳测试及耐腐蚀测试等。
其中根据测试结果等温机械疲劳测试可以确认相同温度下不同无铅材料的抗机械应力能力不同，
同时还表明不同无铅材料显示出不同的失效机理，失效形态各有不一。
热疲劳测试是用于考察由于热应力所引起的低循环疲劳对焊点连接可靠性的影响。  ▲TOP
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 ■目前常用的可靠度试验设备(接合可靠度评估)为：

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■无铅制程接合可靠度(信赖性)评估的试验规范 ：

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 ■无铅制程接合可靠度的试验条件：

	■无铅制程接合可靠度的试验条件：    1  冷热冲击试验: 1 -40℃(30min)←→125℃(30min)，500,1000,2000cycle[最常使用的条件] PGM下载 2 -55℃(30min)←→105℃(30min)，1800cycle PGM下载 3 -25℃(30min)←→100℃(30min)，1000cycle，试验完必须无故障 PGM下载 4 -40℃(30min)←→80℃(30min)，1000cycle PGM下载 5 -35℃(15min)←→105℃(30min)，cycle数依据零件评估目的订定                         PGM下载   a. 每100cycle判断龟裂发生率     b. 每500cycle剥离强度     -35℃(15min)←→105℃(30min)，cycle数依据零件评估目的订定       ▲TOP            2  烤箱:     1 125℃：1000h,2000h(PCB) 2 150℃，100h,168h ▲TOP     在高温放置对于强度之影响均倾强度渐渐降低之方向。 这是因焊材本身的物理特性，因温度的变化所造成之强度低下部分和界面化合物形成状态及界面反应之焊材本身的变化要因。      3  复合式试验:     1 125℃、50～60Hz、9.8m/s^2(1G) ▲TOP            4  蒸汽老化试验:     1 100℃/100%R.H.，8h(相当于高温高湿下6个月)，16h(相当于高温高湿下一年) ▲TOP            5  JEDEC条件:            吸湿1：   1 STEP1：125℃ 24h 2 STEP2：30℃/60%R.H. 192h 3 STEP3：60℃/60%R.H. 40h 4 STEP4：执行2cycle ▲TOP                  吸湿2：       1 TEP1：125℃ 24h 2 STEP2：30℃/80%R.H. 24h 3 STEP3：执行2cycle ▲TOP            6  拉张力测试(同批、不同颗零件、不同脚):     1 试验前(温度循环前) 2 温度循环第250次时 3 温度循环第500次时 4 试验后(温度循环结束) ▲TOP           ----------------------------------------------------------------------------------     试验完毕检查项目：     外观检查、导体电阻量测(连续量摄)[低阻量测]、45度接合强度测试、 接合处断面SEM检查            ■当完成无铅组装板，须执行以下几项测试，以确保产品可靠度：     a 振动试验(VibrationTest) b 热冲击(或者是热循环)测试(ThermalShockTest) c 金相切片试验(CrossSectionTest) d IC零件脚的拉力试验(PullTest) e 电阻电容的推力试验(ShearTest) f 摔落试验(手机产品)   以上试验，d与e项，在成品完成后与经过b项试验后都建议执行!另外金相切片的部分，需执行BGA零件，IC零件，Chip零件，PTH零件，除以上零件之外若产品上有重要零件也须一并进行，主要目的为观察零件与PCB基板间的焊接状态与IMC层的状态。 ▲TOP         ----------------------------------------------------------------------------------           锡须(晶须)试验说明 ：锡须的相关试验方法及测试条件详情            ■无铅制程量产后PCB的可靠度试验：     1 冷热冲击：-25℃(30min)←→80℃(30min)，1000cycle 2 高温：80℃ 1000h 3 高温高湿：80℃/90%R.H. 1000h ▲TOP                 (PGM下载说明)，可直接点选观看内容.................编辑PGM相关软件-庆声程序编辑软件                    ■无铅制程锡须(晶须)试验条件：          冷热冲击试验(Thermal Cycling，TC)：       1 -55℃←→85℃，每循环20分钟，1000 cycles PGM下载 2 -40℃(7min)←→85℃(7min)，1500 cycles PGM下载 3 85℃←→-40℃或-55℃   4 -35±5℃(7分钟)←→125±5℃(7分钟)，循环数500±4次 PGM下载 5 达到规定温度开始记数 ▲TOP                高温高湿试验(high temperature/humidity condition test)：         1 60℃/90 ±5%RH.   2 60℃/93%RH.(+2/-3﹪)   3 60℃/95 ±5﹪RH.，2000 Hrs PGM下载 4 85℃/85%R.H. 500±4小时 PGM下载     ▲TOP      ■IC的无铅制程试验条件：         温度循环测试(TCT) JEDEC JESD22－A104   1 -40℃(-10℃,+0℃)←→125℃(-0℃,+10℃)，1个cycle为1小时，斜率时间为20min(8℃/1min)，驻留10min，试验1000小时，100小时检查一次 PGM下载 2 150℃←→-60℃，驻留15min，1000cycle(500cycle检查一次) PGM下载 温度冲击(TST)试验1：150℃←→-60℃，驻留5min，1000cycle(500cycle检查一次) PGM下载 高温储存试验1：JEDEC JESD22－A103－B   高温储存试验2：.150℃/1000h，温度波动控制在±5℃，500小时检查一次 PGM下载 PCT试验1：JEDEC JESD22－A102－C   PCT试验2：121℃/100%R.H./2atm，试验时间：1000h(500小时检查一次 PGM下载 HAST试验JEDEC JESD22－A110－B/118   温湿度试验(THT)   试验条件：85℃/85%R.H.，试验时间：1000h(500小时检查一次) PGM下载 ▲TOP     ----------------------------------------------------------------------------------     ■裸晶测试(Bare die test)：       1 85℃/85%R.H.，168h PGM下载 2 温度循环测试(TCT)：-40℃←→125℃，1个cycle为1小时，斜率时间为(11℃/1min)，驻留15min，试验100、300、500、1000、2000 cycle PGM下载 3 温度冲击(TST)：[液体式] -55℃←→125℃，1个cycle为30min，试验100、300、500、1000、2000 cycle PGM下载 4 高温储存：150℃/2000h，温度波动控制在±5℃，24、96、168、300、500、1000、2000小时检查一次 PGM下载     ▲TOP     ■无铅制程的可靠度试验：         冷热冲击试验：          EIAJ(JEITA)ET-74073.3       1 -25℃(最少低7min)←→125℃(最少低7min)   2 -40℃(最少低7min)←→125℃(最少低7min)   3 -30℃(最少低7min)←→80℃(最少低7min)   4 最低运转温度←→最高运转温度 ▲TOP          高温高湿储存试验：          EIAJ(JEITA)ET-7401              高温：85、100、125、150℃              高温高湿：40℃/90%R.H.驻留1000h PGM下载                           60℃/90%R.H.，驻留1000h PGM下载                           85℃/85%R.H.，驻留1000h PGM下载            强度确认试验：60℃/93%R.H.，驻留1000h，光学显微镜检查 PGM下载            离子迁移测试：85℃/85%R.H.，驻留1000h，连续绝缘电阻量测 PGM下载         焊点可靠度测试-Temp cycling [等温斜率RAMP]：   100℃ [10min]←→0℃[10min]，Ramp：10℃/min，6500cycle PGM下载 -40℃[5min]←→125℃ [5min]，Ramp：10min(16.5℃/min)，200cycle检查一次，2000cycle进行拉力试验 PGM下载 -40℃(15min)←→125℃(15min)，Ramp：15min(11℃/min)，2000cycle PGM下载 无铅PCB温度循环可靠性：   -40℃[10min]←→125℃[10min]，Ramp：30 ℃/min，1000cycle PGM下载 无铅BGA试验：   -55℃[30min]←→125℃[30min]，1000cycle PGM下载 IT产品无铅可靠性试验：   系统：-40℃[15min]←→65℃[30min]，Ramp：20 ℃/min，50cycle PGM下载 板子&连接器：-40℃[10min]←→80℃[15min]，Ramp：20 ℃/min，50cycle PGM下载 主板：0℃[10min]←→100℃[15min]，Ramp：20 ℃/min，50cycle PGM下载    ▲TOP
	------------------------------------------------------------------------------ 技术支援：   571920594     ■无铅制程试验推荐委测实验室： 项目 公司 宜特科技 http://www.isti.com.tw/chinese/ 台湾（繁）    http://www.istks.com/isti/ 上海（简） http://www.istks.com/index/ 昆山（简） 台湾检验科技-SGS http://www.tw.sgs.com/zh_tw/home_tw 全国公证检验 http://www.intertek-twn.com