PCB線路板無鉛回焊之熱循環(huán)試驗(yàn)

PCB電路板無鉛回流焊不僅會(huì)造成厚高多層板爆裂，還會(huì)破壞鍍通孔的銅孔壁，主要原因是板在Z軸上的CTE，無論是1 (55-60ppm/)還是2(250ppm/)都遠(yuǎn)高于銅壁的Z-CTE，為17 ppm/。也就是說，當(dāng)板材在Tg以下時(shí)，板材尺寸約為銅壁的3倍，當(dāng)板材尺寸在Tg以上時(shí)，會(huì)被拉起12-20倍。為了防止多層板的通孔在反復(fù)回流焊中被破壞和失效，溫度循環(huán)試驗(yàn)被用來試圖找出三件事，即

(1)回焊峰溫對板塊和通孔？有什么影響

(2)回流可以達(dá)到多少次？

(3)基板的可靠性如何？

PCBA加工

二、印刷電路板電路板生產(chǎn)

某印刷電路板制造商重復(fù)使用4種電路板，制作了8層印刷電路板，共880個(gè)互連通孔，厚度30毫米，孔銅厚度約20微米米。在進(jìn)行TCT測試之前，分別在224和250的峰值溫度下模擬無鉛回流焊，然后進(jìn)行空氣-空氣溫度循環(huán)測試(TCT)以觀察板和通孔板的可靠性。牽引力控制條件是：

低溫-55，5分鐘。

以14分鐘為飆升高溫的過渡時(shí)間，故意拉長的原因是為了使厚板的內(nèi)外溫度趨于一致，以減小應(yīng)力。

低溫1255分鐘。

14分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)到低溫，完成一個(gè)循環(huán)

經(jīng)過長時(shí)間的熱脹冷縮，銅孔壁、互連孔環(huán)等銅材料的結(jié)晶會(huì)變得更加松弛，從而使DC試驗(yàn)時(shí)的電阻逐漸增大。一旦測試前測得的電阻超過10%，印刷電路板就達(dá)到了故障點(diǎn)。然后，可以進(jìn)行微切片的失效分析。

三、回焊峰溫電影評(píng)論通孔的可靠性

當(dāng)回流焊的峰值是溫拉高，時(shí)，它會(huì)在板和銅孔壁上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。因此，在對電路板和通孔，進(jìn)行TCT可靠性測試之前，模擬印刷電路板回流兩次至六次，以觀察回流對后續(xù)可靠性的影響。在這個(gè)過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)回焊峰溫溫度升高25時(shí)，失效前的溫度循環(huán)次數(shù)將減少多達(dá)25%，這確實(shí)使得人們不得不小心處理回流曲線，盡可能避免峰值溫度過高，以避免未來的許多麻煩。

四、背焊數(shù)量對通孔影子審計(jì)的可靠性

事實(shí)上，不僅回焊峰溫效應(yīng)會(huì)帶來很大的應(yīng)力，而且每次重復(fù)回流時(shí)，應(yīng)力都會(huì)在銅孔壁和基材中積累，這必然會(huì)對可靠性造成劣化影響。因此，德商的研究人員故意將PCB電路板用鉛和鉛進(jìn)行反復(fù)回流測試，然后對可靠性進(jìn)行TCT測試，觀察它們之間的對應(yīng)關(guān)系。下圖顯示了獲得的結(jié)果。

五.討論

銅箔或銅壁與基材在CTE的差異將成為嚴(yán)重受熱后開裂和破洞的直接原因。增加回流焊的數(shù)量肯定會(huì)縮短通孔的壽命

發(fā)現(xiàn)斷孔的主要?dú)⑹质歉呋睾阜鍦?例如250以上)，影響通孔可靠性的次要因素是回流焊次數(shù)，第一次回流焊的影響大于其他后續(xù)回流焊次數(shù)。

當(dāng)孔銅的延伸率非常好的時(shí)候(比如超過20z%冗余)，通孔強(qiáng)耐熱的可靠性自然會(huì)好，但是反復(fù)回流焊后延伸率會(huì)逐漸變差。