PCB线路板无铅回焊之热循环试验

2021-06-04 17:11:56

一.测试的目的

PCB电路板无铅回流焊不仅会造成厚高多层板爆裂，还会破坏镀通孔的铜孔壁，主要原因是板在Z轴上的CTE，无论是1 (55-60ppm/)还是2(250ppm/)都远高于铜壁的Z-CTE，为17 ppm/。也就是说，当板材在Tg以下时，板材尺寸约为铜壁的3倍，当板材尺寸在Tg以上时，会被拉起12-20倍。为了防止多层板的通孔在反复回流焊中被破坏和失效，温度循环试验被用来试图找出三件事，即

(1)回焊峰温对板块和通孔？有什么影响

(2)回流可以达到多少次？

(3)基板的可靠性如何？

PCBA加工

二、印刷电路板电路板生产

某印刷电路板制造商重复使用4种电路板，制作了8层印刷电路板，共880个互连通孔，厚度30毫米，孔铜厚度约20微米米。在进行TCT测试之前，分别在224和250的峰值温度下模拟无铅回流焊，然后进行空气-空气温度循环测试(TCT)以观察板和通孔板的可靠性。牵引力控制条件是：

低温-55，5分钟。

以14分钟为飙升高温的过渡时间，故意拉长的原因是为了使厚板的内外温度趋于一致，以减小应力。

低温1255分钟。

14分钟内转到低温，完成一个循环

经过长时间的热胀冷缩，铜孔壁、互连孔环等铜材料的结晶会变得更加松弛，从而使DC试验时的电阻逐渐增大。一旦测试前测得的电阻超过10%，印刷电路板就达到了故障点。然后，可以进行微切片的失效分析。

三、回焊峰温电影评论通孔的可靠性

当回流焊的峰值是温拉高，时，它会在板和铜孔壁上产生很大的热应力。因此，在对电路板和通孔，进行TCT可靠性测试之前，模拟印刷电路板回流两次至六次，以观察回流对后续可靠性的影响。在这个过程中，发现当回焊峰温温度升高25时，失效前的温度循环次数将减少多达25%，这确实使得人们不得不小心处理回流曲线，尽可能避免峰值温度过高，以避免未来的许多麻烦。

四、背焊数量对通孔影子审计的可靠性

事实上，不仅回焊峰温效应会带来很大的应力，而且每次重复回流时，应力都会在铜孔壁和基材中积累，这必然会对可靠性造成劣化影响。因此，德商的研究人员故意将PCB电路板用铅和铅进行反复回流测试，然后对可靠性进行TCT测试，观察它们之间的对应关系。下图显示了获得的结果。

五.讨论

铜箔或铜壁与基材在CTE的差异将成为严重受热后开裂和破洞的直接原因。增加回流焊的数量肯定会缩短通孔的寿命

发现断孔的主要杀手是高回焊峰温(例如250以上)，影响通孔可靠性的次要因素是回流焊次数，第一次回流焊的影响大于其他后续回流焊次数。

当孔铜的延伸率非常好的时候(比如超过20z%冗余)，通孔强耐热的可靠性自然会好，但是反复回流焊后延伸率会逐渐变差。