耐焊接熱檢測：核心檢測項目與技術要求

一、概述

二、核心檢測項目及方法

1. 焊接熱沖擊測試

• 目的：模擬實際焊接時的高溫暴露，檢測材料的熱穩定性。
• 測試參數：
  • 峰值溫度：通常為260℃±5℃（鉛焊）或288℃±5℃（無鉛焊）。
  • 暴露時間：10~30秒（根據標準調整）。
• 方法：
  • 將樣品浸入熔融焊料槽（波峰焊模擬）或通過回流焊爐。
  • 使用熱風槍定點加熱（局部熱應力測試）。
• 判定標準：
  • 外觀檢查：焊盤、基材無剝離、起泡、變色。
  • 電性能測試：焊接后電氣連通性無退化。

2. 預處理與后處理

• 預處理：
  • 老化處理：高溫存儲（如85℃/85%RH環境下48小時），評估材料吸濕后的耐熱性。
  • 冷熱循環：-40℃~125℃循環，驗證材料抗熱疲勞能力。
• 后處理：
  • 焊接后立即進行冷沖擊（如浸入低溫液體），檢測熱應力下的機械強度。

3. 焊盤與基材結合力測試

• 剝離強度測試：
  • 使用拉力機測量焊盤與基材的剝離力（單位：N/mm）。
  • 標準要求：IPC-6012規定銅箔剝離強度≥1.0 N/mm。
• 顯微結構分析：
  • 切片觀察焊盤與基材界面是否有微裂紋、空洞等缺陷。

4. 焊點可靠性評估

• 潤濕性測試：
  • 通過潤濕平衡法（Wetting Balance）測定焊料在材料表面的鋪展性。
  • 判定潤濕時間（≤1秒為合格）和潤濕力曲線。
• 空洞率檢測：
  • X射線檢測焊點內部空洞比例（通常要求＜25%）。

5. 材料熱性能參數

• 玻璃化轉變溫度（Tg）：
  • 通過DSC（差示掃描量熱法）測定PCB基材的Tg值，Tg需高于焊接溫度。
• 熱膨脹系數（CTE）：
  • 測量材料在焊接高溫下的膨脹率，CTE不匹配會導致分層風險。

三、測試標準與規范

• 國際標準：
  • IPC-TM-650：電子互連材料測試方法（熱應力章節）。
  • IEC 61189-5：電子材料耐焊接熱測試流程。
• 行業規范：
  • JIS C 6481：印制電路板耐熱性試驗方法。
  • GB/T 4722（中國國標）：印制電路板耐焊接熱試驗。

四、檢測設備與工具

• 焊接模擬設備：焊料槽、回流焊爐、熱風槍。
• 分析儀器：
  • 光學顯微鏡（100~1000倍放大）。
  • X射線檢測儀（用于焊點內部缺陷）。
  • 拉力試驗機（剝離強度測試）。

五、常見失效模式與改進方向

• 典型失效：
  • 基材分層、焊盤剝離、焊料潤濕不良。
• 改進措施：
  • 選擇高Tg（＞170℃）的PCB基材。
  • 優化銅箔表面處理工藝（如OSP、ENIG）。
  • 調整焊接參數（溫度曲線、預熱時間）。

六、