要測(cè)試評(píng)價(jià)焊點(diǎn)的可靠性,必須首先給焊點(diǎn)的失效與否下一個(gè)清晰嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x,這個(gè)定義就是我們?cè)谶M(jìn)行可靠性試驗(yàn)前必須明確的“失效判據(jù)”。定義失效判據(jù)的時(shí)候需要考慮產(chǎn)品的可用性以及失效機(jī)理。IPCS701標(biāo)準(zhǔn)中給出的焊點(diǎn)失效的定義是電阻增加超過原來的20%,或用事件檢測(cè)儀在1μs時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到10次電阻超過1000Ω的事件。而IPC-A-610D則規(guī)定裂紋達(dá)到25%以上為不可接受。另外,對(duì)于腐蝕失效的判據(jù),則是外觀可以看到明顯的變色腐蝕現(xiàn)象,并且絕緣電阻下降值超過隙來的10%。以上兩個(gè)針對(duì)主要失效模式的失效標(biāo)準(zhǔn)都是基于失效機(jī)理以及功能要求的情況來定義的,因?yàn)楹更c(diǎn)疲勞開裂是循序漸進(jìn)的,電阻也隨之增大;腐蝕失效則會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)變色以及絕緣電阻下降乃至漏電,引起功能失效。針對(duì)某些特殊情況,也可以另外定義失效標(biāo)準(zhǔn)。
由于各個(gè)焊點(diǎn)材料、結(jié)構(gòu)以及所受應(yīng)力水平的不同,哪怕同在一塊PCBA上面,也不可能一批焊點(diǎn)在某一時(shí)刻同時(shí)都失效,它們通常是隨疲勞裂紋的擴(kuò)擴(kuò)展而逐步失效,因此必然存在分布的問題。由于焊點(diǎn)失效的機(jī)理屬于磨損失效類,它的失效分布規(guī)律可以或最好用威布爾(Weibull)分布來描述,偶爾也可用對(duì)數(shù)分布來表征。在加速試驗(yàn)中獲得的失效數(shù)據(jù)在威布爾概率紙上處理以得到累積失效率與失效時(shí)間的關(guān)系函數(shù)。根據(jù)這個(gè)函數(shù)方程就可以獲得該應(yīng)力水平下的焊點(diǎn)的特征壽命(63.2%的焊點(diǎn)失效對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)時(shí)間或循環(huán)次數(shù))以及平均壽命(50%的焊點(diǎn)失效對(duì)應(yīng)的時(shí)間或循環(huán)次數(shù))。在獲得不同應(yīng)力水平下的特征壽命和其分布規(guī)律后,就可以獲得加速試驗(yàn)的加速因子,再外推制可預(yù)測(cè)實(shí)際使用或典型條件下使用的焊點(diǎn)可靠性壽命了,具體的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法由于篇幅的限制,請(qǐng)參考有關(guān)專著。
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