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焊点的失效判据与失效率分布

日期: 2021-06-08 点击: 1524

    要测试评价焊点的可靠性,必须首先给焊点的失效与否下一个清晰严谨的定义,这个定义就是我们在进行可靠性试验前必须明确的“失效判据”。定义失效判据的时候需要考虑产品的可用性以及失效机理。IPCS701标准中给出的焊点失效的定义是电阻增加超过原来的20%,或用事件检测仪在1μs时间内检测到10次电阻超过1000Ω的事件。而IPC-A-610D则规定裂纹达到25%以上为不可接受。另外,对于腐蚀失效的判据,则是外观可以看到明显的变色腐蚀现象,并且绝缘电阻下降值超过隙来的10%。以上两个针对主要失效模式的失效标准都是基于失效机理以及功能要求的情况来定义的,因为焊点疲劳开裂是循序渐进的,电阻也随之增大;腐蚀失效则会导致焊点变色以及绝缘电阻下降乃至漏电,引起功能失效。针对某些特殊情况,也可以另外定义失效标准。

    由于各个焊点材料、结构以及所受应力水平的不同,哪怕同在一块PCBA上面,也不可能一批焊点在某一时刻同时都失效,它们通常是随疲劳裂纹的扩扩展而逐步失效,因此必然存在分布的问题。由于焊点失效的机理属于磨损失效类,它的失效分布规律可以或最好用威布尔(Weibull)分布来描述,偶尔也可用对数分布来表征。在加速试验中获得的失效数据在威布尔概率纸上处理以得到累积失效率与失效时间的关系函数。根据这个函数方程就可以获得该应力水平下的焊点的特征寿命(63.2%的焊点失效对应的试验时间或循环次数)以及平均寿命(50%的焊点失效对应的时间或循环次数)。在获得不同应力水平下的特征寿命和其分布规律后,就可以获得加速试验的加速因子,再外推制可预测实际使用或典型条件下使用的焊点可靠性寿命了,具体的数理统计分析方法由于篇幅的限制,请参考有关专著。


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