上一期我們了解了BGA球剪切強(qiáng)度測(cè)試，這次來了解焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度測(cè)試。
對(duì)于使用SMT安裝的PCBA上的焊點(diǎn)，大多數(shù)是沒有引線腳的，或者引線腳非常短，這些焊點(diǎn)的強(qiáng)度通常只能測(cè)試其剪切力或剪切強(qiáng)度，而沒有辦法通過拉伸來測(cè)量其拉伸強(qiáng)度。當(dāng)焊盤的大小一致或可以比較的時(shí)候，通常只測(cè)焊點(diǎn)的剪切力，并分析力的分布和合格與否就可以了。相對(duì)于BGA的焊球而言，由于元器件的體積都比較大，使用普通的拉力機(jī)就可以測(cè)試，只是需要根據(jù)元器件的大小選擇規(guī)格合適的測(cè)試夾具(撞錘或推桿)，見圖1.12。推剪的速度一般在50mm/min,最好使用計(jì)算機(jī)將整個(gè)剪切測(cè)試的過程記錄下來，得到剪切力與時(shí)間的變化關(guān)系，其中焊點(diǎn)破壞時(shí)的峰值即為最大剪切力。
P(剪切強(qiáng)度，Pa)=F (剪切力，N)/S (焊點(diǎn)面積，㎡) ( 1.2)
特別需要注意的是，不能僅僅記錄剪切力，更需要觀察焊點(diǎn)破壞的失效界面。這對(duì)解釋剪切強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果非常有幫助。對(duì)于一個(gè)焊點(diǎn)而言，至少存在三個(gè)界面，即焊料/焊盤、焊盤/PCB基材、元器件端子/焊料，剪切試驗(yàn)中焊點(diǎn)破壞一般從最薄弱環(huán)節(jié)開始，有時(shí)甚至從三個(gè)界面之外的焊料中間破壞，偶爾也有元器件端子斷裂的。不同失效界面代表不同的機(jī)理，如果破裂在焊盤/焊盤，說明此處最薄弱，如果剪切力異常小，說明該P(yáng)CB存在質(zhì)量問題，與焊接工藝無關(guān);如果焊料本身中間破裂，剪切力特別小，應(yīng)該是焊點(diǎn)可能存在冷焊，這時(shí)應(yīng)該檢查工藝參數(shù)。具體的試驗(yàn)方法可參見日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS3198-5( Test methods for lead- free solders- Part 5 Methods for tensile tests and shear tests on solder joints )。
如何來判斷一個(gè)無鉛焊點(diǎn)的剪切試驗(yàn)結(jié)果合格與否呢?一般是先與有鉛工藝的焊點(diǎn)比較，如果力值大則合格；二就是看其分布，力值小于三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差加均值的，異常小的視為不合格；三就是看破裂失效界面，如果是元器件或PCB本身部分破裂，則焊點(diǎn)合格。如果沒有一定的數(shù)據(jù)積累，不可能設(shè)定一個(gè)合格的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)。只有經(jīng)過大量的試驗(yàn)，才可能給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合格值。一般1210元器件的無鉛焊點(diǎn)的剪切力在20 ~ 30N。
A little bit of information per issue
