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    焊點剪切強度測試

    日期: 2022-04-30 點擊: 2677

    上一期我們了解了BGA球剪切強度測試,這次來了解焊點剪切強度測試。

            對于使用SMT安裝的PCBA上的焊點,大多數是沒有引線腳的,或者引線腳非常短,這些焊點的強度通常只能測試其剪切力或剪切強度,而沒有辦法通過拉伸來測量其拉伸強度。當焊盤的大小一致或可以比較的時候,通常只測焊點的剪切力,并分析力的分布和合格與否就可以了。相對于BGA的焊球而言,由于元器件的體積都比較大,使用普通的拉力機就可以測試,只是需要根據元器件的大小選擇規格合適的測試夾具(撞錘或推桿),見圖1.12。推剪的速度一般在50mm/min,最好使用計算機將整個剪切測試的過程記錄下來,得到剪切力與時間的變化關系,其中焊點破壞時的峰值即為最大剪切力。

    P(剪切強度,Pa)=F (剪切力,N)/S (焊點面積,㎡) ( 1.2)

    特別需要注意的是,不能僅僅記錄剪切力,更需要觀察焊點破壞的失效界面。這對解釋剪切強度的測試結果非常有幫助。對于一個焊點而言,至少存在三個界面,即焊料/焊盤、焊盤/PCB基材、元器件端子/焊料,剪切試驗中焊點破壞一般從最薄弱環節開始,有時甚至從三個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PCB存在質量問題,與焊接工藝無關;如果焊料本身中間破裂,剪切力特別小,應該是焊點可能存在冷焊,這時應該檢查工藝參數。具體的試驗方法可參見日本工業標準JIS3198-5( Test methods for lead- free solders- Part 5 Methods for tensile tests and shear tests on solder joints )。

             如何來判斷一個無鉛焊點的剪切試驗結果合格與否呢?一般是先與有鉛工藝的焊點比較,如果力值大則合格;二就是看其分布,力值小于三個標準偏差加均值的,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,則焊點合格。如果沒有一定的數據積累,不可能設定一個合格的絕對值的標準。只有經過大量的試驗,才可能給出一個標準合格值。一般1210元器件的無鉛焊點的剪切力在20 ~ 30N。

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