焊槽法耐焊接熱檢測技術指南

一、檢測原理與目的

1. 驗證材料（如基板、覆銅板、塑封元件）的耐高溫性能；
2. 檢測焊接后是否存在分層、起泡、變形等缺陷；
3. 評估元器件與PCB焊盤之間的熱匹配性。

二、核心檢測項目詳解

1. 外觀檢查

• 檢測方法：使用顯微鏡（20~40倍放大）或目視檢查。
• 評估內容：
  • 表面分層、起泡、裂紋；
  • 焊盤與基材的剝離現象；
  • 焊料浸潤不良或過度氧化。
• 判定標準：依據IPC-A-610或JIS C 6481，缺陷面積不得超過規定閾值（如＞5%判定不合格）。

2. 耐熱時間測試

• 檢測步驟：
  1. 將焊料槽溫度設定至標準值（如260±5℃）；
  2. 樣品浸漬時間分為多組（如10s、20s、30s）；
  3. 觀察不同時間下的性能衰減規律。
• 關鍵參數：
  • T288時間：基板在288℃下至分層的時間；
  • T260時間：持續耐焊接熱的最長時間（無失效）。

3. 熱沖擊循環測試

• 模擬場景：焊接工藝中的多次熱沖擊（如雙波峰焊）。
• 方法：
  • 將樣品反復浸入焊槽（如5次循環，每次10s）；
  • 測試后檢查機械強度與電氣性能。
• 失效判據：裂紋擴展、電氣導通性下降＞10%。

4. 電氣性能測試

• 檢測項：
  • 絕緣電阻（IR）變化；
  • 導體間短路/斷路；
  • 高頻信號傳輸損耗（針對高頻板材）。
• 設備：萬用表、LCR表、TDR（時域反射儀）。

5. 機械強度測試

• 剝離強度：測量焊盤與基材的粘合力（單位：N/mm）；
• 彎曲試驗：焊接后PCB的彎曲強度（依據IPC-TM-650 2.4.4）；
• 焊點推拉力：評估焊點抗剪切/拉伸能力。

6. 微觀結構分析

• SEM/EDS檢測：
  • 觀察焊料與基材的界面結合狀態；
  • 分析金屬間化合物（IMC）的厚度與均勻性（理想IMC厚度：1~3μm）。
• X射線檢測：檢查內部空洞、虛焊等問題。

7. 環境適應性測試

• 預處理條件：
  • 高溫高濕存儲（如85℃/85%RH，48h）；
  • 冷熱循環（-40℃~125℃，100次）。
• 目的：驗證焊后材料在復雜環境下的穩定性。

三、檢測設備與標準

四、常見失效模式與改進建議

1. 分層/起泡：優化基材樹脂體系（如提高Tg值），降低吸濕率；
2. 焊盤剝離：改善銅箔與基材的粘結工藝；
3. IMC過厚：縮短焊接時間或降低峰值溫度。

五、

1. IPC-A-610G: Acceptability of Electronic Assemblies.
2. JIS C 6481:1996 印制電路板耐熱性試驗方法.
3. IPC-TM-650 2.6.8: Thermal Stress, Solder Bath Method.