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1、第八章第八章 可靠性试验与失效分析技术可靠性试验与失效分析技术可靠性试验可靠性试验本次课主要内容本次课主要内容v1 1 可靠性试验的基本内容可靠性试验的基本内容v2 2 热疲劳试验方法热疲劳试验方法温度循环温度循环v3 3 振动试验振动试验v4 4 跌落试验跌落试验v5 5 高温储存试验高温储存试验v6 6 湿热试验湿热试验v7 7 电迁移试验电迁移试验v8 HALT8 HALT和和HASSHASS1 1 可靠性试验的基本内容可靠性试验的基本内容v 焊点可靠性试验的项目或内容要根据焊点焊点可靠性试验的项目或内容要根据焊点的主要失效模式及可能遇到的环境应力来确定。的主要失效模式及可能遇到的环境应
2、力来确定。焊点所在设备的运输、储存、使用环境和使用焊点所在设备的运输、储存、使用环境和使用条件，决定了焊点可能遇到的主要应力，焊点条件，决定了焊点可能遇到的主要应力，焊点的可靠性又因为这些应力的影响而逐渐降低，的可靠性又因为这些应力的影响而逐渐降低，或者说这些应力更容易导致焊点失效。可靠性或者说这些应力更容易导致焊点失效。可靠性试验就是选择这些应力来进行的，考虑到试验试验就是选择这些应力来进行的，考虑到试验的时间及成本，因此，试验又必须针对焊点的的时间及成本，因此，试验又必须针对焊点的主要失效模式并且采用加速应力试验的方法才主要失效模式并且采用加速应力试验的方法才可以满足要求。可以满足要求。
3、1.1 1.1 应力类型与失效模式应力类型与失效模式热应力热应力热疲劳断裂热疲劳断裂蠕变断裂蠕变断裂1.2 1.2 焊点的可靠性试验标准焊点的可靠性试验标准v IPC-SM-785IPC-SM-785 Guidelines for Guidelines for Accelerated Reliability Testing of Accelerated Reliability Testing of Surface Mount Attachments Surface Mount Attachments 表面安装焊接件表面安装焊接件加速可靠性试验导则加速可靠性试验导则v IPC-9701IPC-9
4、701 Performance Test Methods Performance Test Methods and Qualification Requirements for and Qualification Requirements for Surface Mount Solder Attachments Surface Mount Solder Attachments 表面安表面安装焊件性能试验方法与鉴定要求装焊件性能试验方法与鉴定要求v IPC-TM-650IPC-TM-650 Test Methods Manual Test Methods Manual 实验实验方法手册方法手册1
5、.3 1.3 主要的可靠性试验方法主要的可靠性试验方法2 2 热疲劳试验方法热疲劳试验方法温度循环温度循环2.1 2.1 温度循环温度循环3 3 振动试验振动试验4 4 跌落试验跌落试验5 5 高温储存试验高温储存试验v 高温储存主要用来考查产品在储存条件下，温度高温储存主要用来考查产品在储存条件下，温度与时间对产品可靠性的影响。对于焊点而言，经常会与时间对产品可靠性的影响。对于焊点而言，经常会遇到高温的储存与使用环境，高温对焊点的影响主要遇到高温的储存与使用环境，高温对焊点的影响主要体现在促使焊点界面金属间化合物的生长。金属问化体现在促使焊点界面金属间化合物的生长。金属问化合物长厚的同时，可
6、能还会产生合物长厚的同时，可能还会产生KirkendallKirkendall空洞，这空洞，这时焊点的强度就会下降。也就是说，高温应力可以导时焊点的强度就会下降。也就是说，高温应力可以导致焊点老化或早期失效。致焊点老化或早期失效。v 目前还没有专门针对焊点高温试验的试验标准，目前还没有专门针对焊点高温试验的试验标准，一般焊点高温试验条件的选择可以参考一般焊点高温试验条件的选择可以参考JEDECJEDEC的标准的标准JESD 22-A103-2004(High Temperature Storage JESD 22-A103-2004(High Temperature Storage LifeL
7、ife高温储存寿命试验高温储存寿命试验) ) 6 6 湿热试验湿热试验v 湿热试验的目的是确定焊点在高温、高湿或有温湿热试验的目的是确定焊点在高温、高湿或有温度、湿度变化的情况下工作或储存的适应性。焊点是度、湿度变化的情况下工作或储存的适应性。焊点是一个由焊盘、引线脚及焊料等不同材料组成的统一体，一个由焊盘、引线脚及焊料等不同材料组成的统一体，高温、高湿的同时作用，水分会在高温的推动下不断高温、高湿的同时作用，水分会在高温的推动下不断扩散、吸附、溶解，会促使焊点及其周围发生化学或扩散、吸附、溶解，会促使焊点及其周围发生化学或电化学反应，导致金属加速腐蚀。如果焊接工艺中有电化学反应，导致金属加速
8、腐蚀。如果焊接工艺中有助焊剂的残留物，则这种腐蚀更快、更为显著。湿热助焊剂的残留物，则这种腐蚀更快、更为显著。湿热试验的失效判据一般是检查外观变色或枝晶生长与否，试验的失效判据一般是检查外观变色或枝晶生长与否，同时还可能进行功能检查及绝缘性能的检测，查看功同时还可能进行功能检查及绝缘性能的检测，查看功能正常与否和绝缘电阻是否下降到极限以下。能正常与否和绝缘电阻是否下降到极限以下。7 7 电迁移试验电迁移试验7.1 7.1 电迁移失效案例电迁移失效案例8 8 焊点强度检测焊点强度检测v8.1 剪切强度测试剪切强度测试BGA球推力球推力8.2 8.2 剪切强度测试剪切强度测试PCBAPCBA焊点推
9、力焊点推力8.3 8.3 抗拉强度测试焊点拉力抗拉强度测试焊点拉力9 9 可靠性方案设计可靠性方案设计 v 前面已经讨论了许多适用于焊点前面已经讨论了许多适用于焊点的可靠性试验方法和检测方法，但是的可靠性试验方法和检测方法，但是如何安排这些可靠性试验，哪些项目如何安排这些可靠性试验，哪些项目需要做，做到什么程度，需要多少样需要做，做到什么程度，需要多少样品，等等，这些问题其实就是如何进品，等等，这些问题其实就是如何进行焊点的可靠性试验方案的设计。行焊点的可靠性试验方案的设计。9.1 9.1 可靠性试验举例可靠性试验举例v手机可靠性实验手机可靠性实验.PDF.PDF本次课作业本次课作业v举出常见的几种可靠性试验方法？举出常见的几种可靠性试验方法？
