錫焊性、可焊性與耐焊接熱檢測：檢測項目詳解

一、錫焊性（Solderability）檢測項目

1. • 潤濕平衡法：通過潤濕平衡儀測量試樣浸入熔融焊料時的潤濕力隨時間變化曲線，計算潤濕時間（T0）和最大潤濕力（Fmax），評估潤濕速率和最終潤濕強度。
   • 焊球法（Solder Ball Spread Test）：將定量焊料熔化成球狀滴在被測表面，測量其鋪展面積或高度，鋪展面積越大表明潤濕性越好（符合JIS Z 3197標準）。
2. • 定量焊料在特定溫度下熔化后，測量其在基材表面的擴散面積，公式為：鋪展率 = （鋪展面積 - 原始面積）/ 原始面積 × 100%。
3. • 記錄焊料在基材表面完全潤濕所需的時間，時間越短表明可焊性越好，適用于快速生產線評估。
4. • 模擬存儲環境（如高溫高濕）后測試潤濕性，評估材料表面抗氧化能力（如ASTM B809標準）。

二、可焊性（Weldability）檢測

1. • 通過光學顯微鏡或接觸角測量儀分析焊料與基材的接觸角，角度小于35°為良好（ISO 9455）。
2. • 測試不同焊料合金（如Sn-Pb、Sn-Ag-Cu）與基材的結合性能，觀察界面是否出現裂紋、空洞或金屬間化合物（IMC）異常生長。
3. • 測試助焊劑去除氧化膜的能力及殘留物的腐蝕性（如IPC J-STD-004標準）。

三、耐焊接熱（Heat Resistance）檢測項目

1. • 將樣品在極端高溫（如260°C）和室溫間快速循環，檢測焊點開裂、分層或基材變形（參考IPC-9701）。
2. • 長時間高溫暴露（如150°C/1000小時）后，測試焊點機械強度變化（如剪切力測試）及IMC層厚度。
3. • 使用拉力機測量焊盤與基材的結合強度，評估高溫焊接后的附著力（如IPC-6012標準）。
4. • 通過SEM/EDS觀察焊點內部結構，檢測空洞、裂紋及IMC結晶狀態。
5. • 目檢或X射線檢測焊接后的引腳翹起、焊料收縮、冷焊等缺陷（如IPC-A-610標準）。

四、擴展檢測項目（針對高可靠性場景）

1. • X射線或超聲掃描焊點內部空洞占比（通常要求<25%）。
2. • 評估焊點在機械應力下的失效模式（如斷裂在焊料內還是界面處）。
3. • 鹽霧試驗（如ASTM B117）驗證焊點在潮濕環境下的耐久性。

五、檢測流程與標準

1.  
2. • IPC系列：IPC-J-STD-002（可焊性）、IPC-TM-650（測試方法）
   • ISO：ISO 9454-1（焊料兼容性）
   • JIS：JIS Z 3284（焊料鋪展性）

六、檢測意義與選型建議

• 消費電子：側重基礎潤濕性、焊點外觀及快速生產線兼容性。
• 汽車電子：需通過嚴格的熱沖擊、機械強度及耐腐蝕測試（如AEC-Q104）。
• 航空航天：要求空洞率控制、IMC層穩定性及極端溫度循環測試。