【導(dǎo)讀】可靠性技術(shù)，以指導(dǎo)解決工藝過(guò)程中遇到的可靠性問(wèn)題。本指南內(nèi)容包括：范圍，引用。本指南引用以下標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)更新時(shí)，應(yīng)以新版的為準(zhǔn)。氧氣加速老化試驗(yàn)方法。GB/T標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則??標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)的基本規(guī)定。產(chǎn)品的質(zhì)量是設(shè)計(jì)和制造出來(lái)的，也是管理出來(lái)的。因此，要保證軍用電子設(shè)備的?？煽啃裕厝幌纫袧M足要求的可靠性設(shè)計(jì)和為實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)而進(jìn)行的工藝設(shè)計(jì)。其中α即為與工藝損失有關(guān)的因子?？梢?jiàn)工藝與產(chǎn)品的可靠性是直接密切相關(guān)的。部銹蝕，影響了天線的使用可靠性；報(bào)廢，損失幾十萬(wàn)元；隨機(jī)發(fā)生，使整個(gè)系統(tǒng)工作不可靠，延誤了將近半年的交貨期，經(jīng)濟(jì)損失十分可觀；出現(xiàn)間斷性故障。因此，要求工藝設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮制造、安裝、調(diào)試、包。裝、運(yùn)輸?shù)裙ば驅(qū)Ξa(chǎn)品可靠性的影響，工序安排要避免操作差錯(cuò)、易于發(fā)現(xiàn)和排除缺陷，確保實(shí)現(xiàn)可靠性設(shè)計(jì)水平的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品、設(shè)備、人員的安全。工藝設(shè)計(jì)中的可靠性技術(shù)應(yīng)經(jīng)評(píng)審，并經(jīng)驗(yàn)證可行、有效后形成工藝文件。

　　

【正文】 , 即熱熔后焊料厚度增加。合金粉末的成份、顆粒尺寸、形狀及其含量、氧化程度對(duì)焊膏質(zhì)量影響較大。 金屬成分 a. 焊料應(yīng)符合 GB 3131中的有關(guān)規(guī)定。 b. 不同的合金焊料其 熔點(diǎn)和機(jī)械性能不同，由此構(gòu)成焊接溫度不同的焊膏。質(zhì)量良好的焊膏，合金成分應(yīng)準(zhǔn)確，在同一溫度下能保證各個(gè)焊點(diǎn)都同時(shí)熔化和再流；此外，合金粉末的含氧量應(yīng)在 80 ppm以下。 粉末的尺寸 按照本章 ，粉末通過(guò)泰勒式篩子，其尺寸指標(biāo)如表 16所示。 一般，粉末尺寸測(cè)量步驟由用戶和供應(yīng)商共同確定，建議最大微粒尺寸認(rèn)可型號(hào)為 4型，分別對(duì)應(yīng) 160、 80、 50、 40 μ m。 表 16 焊膏型號(hào)及其顆粒尺寸指標(biāo) (μ m) 型號(hào) 小于 1%的顆粒尺寸 至少 80%的顆粒尺寸 最多 10%的顆粒尺寸 1型 ＞ 150 75～ 150 ＜ 20 2型 ＞ 75 45～ 75 ＜ 20 3型 ＞ 45 20～ 45 ＜ 20 4型 ＞ 38 20～ 38 ＜ 20 粉末的形狀 按本章 ，焊料粉末顆粒形狀指標(biāo)由用戶與供應(yīng)商共同確定。一般應(yīng)是有規(guī)則的球形和橢球形，其長(zhǎng)寬比應(yīng)在 :1以內(nèi)。 表面狀態(tài) 焊料粉末的表面應(yīng)光亮、平滑，沒(méi)有粘結(jié)形成的小顆粒團(tuán)。 焊膏焊劑應(yīng)按本章第 14章《對(duì)焊劑質(zhì)量的控制》的要求進(jìn)行分類測(cè)試。 焊膏性能 金屬成份 按重量和按本章 ，其金屬成份應(yīng)占 （ 75～ 92）％，偏差應(yīng)在 177。 10％之內(nèi)。 粘度 當(dāng)以厘泊為單位對(duì)焊膏進(jìn)行測(cè)量時(shí)，正常粘度值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值的 177。 1％之內(nèi)。測(cè)量方法和狀態(tài)按本章 。 坍塌度 按照本章 ，印刷直徑增大不應(yīng)超過(guò) 10%，烘烤后不應(yīng)有互連發(fā)生。 再流特性 中國(guó)最大的管理資源中心 24 進(jìn) 行焊球試驗(yàn)，當(dāng)熔融焊料在陶瓷或環(huán)基板上形成大焊料球時(shí)，判為優(yōu)良；當(dāng)熔融焊料形成一個(gè)大焊料球，但在其周?chē)猩贁?shù)小焊料球，直徑不大于 50μ m時(shí)，判為合格；當(dāng)熔融焊料形成一個(gè)或多個(gè)大焊料球，周?chē)€有大量小焊料球時(shí)，判為不合格。 粘著力測(cè)試 按本章 。 濕潤(rùn) 按本章 。經(jīng)過(guò)回流焊后，合格的焊膏應(yīng)均勻濕潤(rùn)，金屬樣片上不應(yīng)出現(xiàn)明顯的反濕性、不濕潤(rùn)情況。 產(chǎn)品分類標(biāo)準(zhǔn) a. 焊膏應(yīng)按分類標(biāo)準(zhǔn)填寫(xiě)下列 各項(xiàng)： b. 合金 ％（每批成份元素）； c. 焊劑命名； d. 金屬 ％（質(zhì)量）； e. 粉末尺寸 (表 16)； f. 粘度 （用厘泊表示）； g. 焊劑命名代號(hào)； h. 制造廠家。 貯存期 未開(kāi)封的焊膏，應(yīng)標(biāo)明最小貯存期限及其存放條件。 品質(zhì)確認(rèn)測(cè)試 焊料合金成份 從焊膏中分離出焊料金屬：把適當(dāng)數(shù)量的焊膏樣品在 25 ℃左右的氣溫下轉(zhuǎn)換到陶瓷或玻璃容器上，加熱使金屬完全熔化后自然冷 凝，然后用適當(dāng)溶劑溶解冷凝的焊料，最后用認(rèn)可的技術(shù)分析確認(rèn)溶解液的合金成份。 焊料粉末微粒尺寸、形狀和表面狀態(tài) a. 用適當(dāng)溶劑從焊膏中去除焊劑，分離出焊料粉末，經(jīng)過(guò)反復(fù)清洗直至所有焊膏焊劑被清除為止，然后干燥取出粉末。 b. 粉末顆粒尺寸 測(cè)量粉末微粒大小的方法 , 應(yīng)由用戶與供應(yīng)商確定，以下示例可供選擇參考。 ? ASTMB 21B標(biāo)準(zhǔn)顯幕微粒尺寸區(qū)分方法； ? 亞篩粒度分析儀； ? 顯微鏡； ? 光線放射。 c. 最基本微粒尺寸 最大平均值 微粒尺寸，使用晶粒細(xì)化分析儀 (Hegmamm)確認(rèn)，型號(hào)有 CMA185或ASTMD1210。 d. 焊料粉末微粒形狀和粗糙度 中國(guó)最大的管理資源中心 25 用足夠倍數(shù)的雙目顯微鏡對(duì)焊料粉末進(jìn)行目測(cè)，確認(rèn)其中長(zhǎng)寬比在 ～ 過(guò) ～ 球形和橢球形微粒的百分率，當(dāng)長(zhǎng)寬比為 ～ 90％以上時(shí)符合球形規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)。只有比值在 ～ 完全球形。 粉末粗糙度用光線散射法進(jìn)行確認(rèn)。 e. 表面狀態(tài) 用 40～ 100倍雙目顯微鏡進(jìn)行目測(cè)，符合標(biāo)準(zhǔn)的焊料粉末表面應(yīng)光亮、 平滑，沒(méi)有微粒粘結(jié)形成的小微粒團(tuán)。 焊膏焊劑 焊膏焊劑的分離、測(cè)試及其指標(biāo)應(yīng)符合本章 《焊劑質(zhì)量的控制》的規(guī)定。 金屬重量 當(dāng)用以下方法進(jìn)行確認(rèn)時(shí)，金屬含量應(yīng)在正常值的 177。 10％以內(nèi)。 a. 將 10～ 50 g(精度為 ； b. 在大約 25℃下，給焊膏加熱至金屬液相溫度以上，待焊膏完全熔化后冷卻凝固； c. 用溶劑去除殘留焊劑，取出金屬，然后干燥，稱取金屬重量 (精確度為 ., 并確認(rèn)金屬的百分 含量。 粘度 通常采用圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) (。粘度受圓筒的半徑、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度影響，通常采用下列參數(shù)和方法： 環(huán)境溫度 25177。 ℃，圓筒最小直徑 5 cm，緩慢攪拌使樣品均勻，測(cè)量軸取最小一擋，轉(zhuǎn)速為 5 rpm（轉(zhuǎn) /分）。 粘度數(shù)據(jù)取最后 2個(gè)周期峰值與最小值的平均值。但當(dāng)最早的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)周期的平均值大于最后 2個(gè)周期平均值的 10％時(shí)，則測(cè)試無(wú)效，需繼續(xù)測(cè)試。 坍塌度 采用 FR4基材的試驗(yàn)板，板上有多條間隙為 ～ mm的焊盤(pán)，將焊膏漏印其上；印刷后首先觀察焊膏是否漏印在焊盤(pán)上，然后將試驗(yàn)板放在 80℃烘箱中烘 3分鐘，再放在 170℃的烘箱中烘 30秒 ， 最后觀察試驗(yàn)板的圖形的互連，若沒(méi)有發(fā)生互連則認(rèn)為坍塌度合格。 再流特性焊球測(cè)試 按 SJ/T 10670中 。 粘著力 在溫度 25177。 ℃、相對(duì)濕度 （ 50177。 10） ％ RH條件下，保持周?chē)h(huán)境溶劑飽和，防止熔劑揮發(fā)。在印制板 10 cm2面積上放置約 5 g的焊膏并推平，然后取面積為 1 cm2 、厚 mm平整的不銹鋼 板放在其上，不銹鋼板的中心焊有一根 mm銅絲并連接拉力計(jì)，用于測(cè)量將不銹鋼板從焊膏中拉脫的力，以表征焊膏的粘著力。要求在 16 h后復(fù)測(cè)一次。一般初始粘結(jié)力為 25～ 40 g/cm2， 16h后的為 15～ 39 g/cm2。 對(duì)貼片膠質(zhì)量的控制 貼片膠分類 按基體樹(shù)脂材料分類 中國(guó)最大的管理資源中心 26 有環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂以及聚合物構(gòu)成的膠粘劑。 按固化的方式分類 有烘箱間斷式熱固化、隧道爐連續(xù)式熱固化、紫外固化、光熱雙固化和超聲波固化等。 貼片膠特性 貼片膠的涂布性能 a. 穩(wěn)定的單組份體系及工作壽命 單組份體系在室溫 25 ℃下的貯存期為 45天以上，低溫 5 ℃下的貯存期為 3～ 6個(gè)月。 b. 適當(dāng)?shù)恼扯? 適應(yīng)于手工和自動(dòng)涂敷要求，在涂布過(guò)程中應(yīng)不拉絲、不沾污焊盤(pán)。涂敷后能保持輪廓，形成足夠的高度。膠的粘度應(yīng)滿足絲網(wǎng) /漏板印刷、針轉(zhuǎn)移法、注射式等涂敷工藝要求。粘度試驗(yàn)方法按 GB/T 2794中規(guī)定的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量方法進(jìn)行。 c. 離網(wǎng)性 貼片膠施放在印制板上時(shí)應(yīng)有足夠的濕潤(rùn)度，膠點(diǎn)應(yīng)光滑圓整，有濕潤(rùn)感，不應(yīng)出現(xiàn)鋸齒狀。 d. 坍落度 貼片膠在涂布后應(yīng)保持原有的形態(tài)，不應(yīng)出現(xiàn)坍落和漫流現(xiàn)象，觸變特性好，在高溫固化時(shí)也不應(yīng)坍落和漫流。測(cè)試時(shí)，可用 3個(gè)直徑 mm、高 mm 的膠點(diǎn)分別涂敷在平整的試板上 , 一個(gè)試樣置于 25177。 5 ℃、相對(duì)濕度 （ 50177。 25） %RH的環(huán)境下 50～70 min；第二個(gè)試樣進(jìn)行固化。測(cè)量?jī)蓚€(gè)試樣膠點(diǎn)擴(kuò)展、收縮后的尺寸，并與原來(lái)膠點(diǎn)的尺寸比較，其變化應(yīng)在 10 % 以內(nèi) 。 e. 粘接強(qiáng)度 在焊接前應(yīng)能有效地固定元件，但粘接度應(yīng)適當(dāng)，便于拆卸和更換元件。 f. 有可鑒別的顏色 貼片膠 應(yīng)具有特有的顏色 , 以便輔助視覺(jué)檢查、識(shí)別安裝過(guò)程質(zhì)量。 安全性 貼片膠應(yīng)無(wú)毒、無(wú)味、阻燃、不揮發(fā)，對(duì)環(huán)境和人體安全無(wú)害。 固化性能 a. 快速固化 貼片膠應(yīng)能在較低的溫度下和較短的時(shí)間內(nèi)固化。 b. 不應(yīng)放出氣體 貼片膠在固化過(guò)程中，不應(yīng)出現(xiàn)氣體，形成貼片氣孔，導(dǎo)致吸收焊劑和灰塵。 固化后的機(jī)械電氣性能和相容穩(wěn)定特性 a. 機(jī)械強(qiáng)度 室溫貼片膠在固化后的拉力應(yīng)為 ～ 1 Kg/片，在高溫強(qiáng)度降低時(shí)仍有足夠的固著力。在波峰焊時(shí)元器件不掉落，能經(jīng)受 印制板的移動(dòng)、翹曲。 b. 電氣性能和吸濕性 貼片膠應(yīng)有低的介質(zhì)損耗、高的體積電阻和表面電阻。在相對(duì)濕度 95％條件下存放七天后具有以下性能： 中國(guó)最大的管理資源中心 27 tgδ＜ (1MHz)； Rs≥ 1013 Ω .cm； Rv≥ 1012 Ω。 c. 相容穩(wěn)定特性 貼片膠固化后應(yīng)與后續(xù)工藝過(guò)程中的化學(xué)制品相容，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；對(duì)焊劑、清洗溶劑保持惰性；在任何情況下具有非導(dǎo)電性和抗?jié)瘛⒖垢g的能力。 貼片膠在使用中應(yīng)遵循的原則 溫度過(guò)渡 貼片膠應(yīng)冷凍存放 , 使用時(shí)從低溫環(huán)境取出，應(yīng)放置使其過(guò)渡到室溫后 , 再啟封容器使用，以防止吸潮 ,導(dǎo)致固化時(shí)放出氣體。 控制用量 應(yīng)控制貼片膠的用量 , 既要充足，充滿基板與元件之間的空間，確保粘牢 , 又不應(yīng)擴(kuò)散到印制板上，發(fā)生互連。按標(biāo)準(zhǔn) SJ/T 10670 。 漏板質(zhì)量的控制 金屬漏板制造工藝 金屬漏板的制造工藝有三種：化學(xué)腐蝕 (單面或雙面 )、激光切割、電鑄法。使用材料有不銹鋼、黃銅鍍鎳、黃銅、鈹青銅等。其中漏板開(kāi)口 的位置、形狀、精度，孔壁的粗糙度、張網(wǎng)所用的絲網(wǎng)和膠水等因素，都直接影響漏板印刷質(zhì)量。無(wú)論采用那種制造工藝都應(yīng)對(duì)以上因素進(jìn)行嚴(yán)格控制。 開(kāi)口尺寸與漏板厚度 漏板設(shè)計(jì)制造應(yīng)控制： a. 開(kāi)口尺寸比焊盤(pán)尺寸小 20％以內(nèi)； b. 開(kāi)口尺寸與漏板厚度之比 ?； c. 開(kāi)口寬度 ≥ 4～ 5 μ m。 制造精度要求 制造精度應(yīng)高于 177。 mm， 孔壁粗糙度 RZ應(yīng)控制在 15 μ m以內(nèi)。 開(kāi)口的幾何形狀 a. 對(duì)于 ～ mm厚的漏板，其錐形面一般為 ～ mm； b. 對(duì)于 ～ mm厚的漏板 ,其錐形面為 ～ mm。 漏板尺寸 漏板的網(wǎng)框每邊應(yīng)比 PCB對(duì)應(yīng)的邊緣大 25 mm以上。柔性金屬漏板，當(dāng) PCB邊長(zhǎng)小于 200 mm時(shí)，網(wǎng)框內(nèi)邊尺寸取 PCB尺寸的 2倍以上；當(dāng) PCB邊長(zhǎng)大于或等于 200 mm時(shí)，網(wǎng)框內(nèi)邊的尺寸距 PCB每邊至少應(yīng)為 100 mm。 工裝的控制 漏板 質(zhì)量控制 漏板質(zhì)量控制按本篇 18章執(zhí)行。 中國(guó)最大的管理資源中心 28 清洗要求 漏板在使用后應(yīng)進(jìn)行清洗，用柔軟的棉布沾上丙酮或乙醇 , 將絲網(wǎng)板的開(kāi)口部?jī)?nèi)外徹底清洗 , 用空氣噴槍吹掉塵埃 , 再用溶劑擦拭，應(yīng)確認(rèn)開(kāi)口部無(wú)堵塞。 保存要求和壽命 漏板的保存應(yīng)避灰塵。為保持緊繃，應(yīng)垂直豎立放置。漏板的使用壽命因刮刀材料、印刷條件、漏板材料的不同而異，平均在 3～ 5萬(wàn)次。 刮刀 刮刀是焊膏印刷的重要工具，對(duì)工藝影響較大的參數(shù)有：形狀、平行度、硬度、安裝角度、外加壓力和行走速度等。宜用金屬刮刀或橡皮刮刀（邵氏硬度 90度）。 托架 工裝架或托架應(yīng)滿足 SJ/T 10533的 要求。 防靜電設(shè)施 防靜電設(shè)施應(yīng)滿足 SJ/T 10533的要求。 返修工作站 返修工作站應(yīng)配備防靜電和預(yù)熱裝置，能對(duì) SMD進(jìn)行開(kāi)通，能達(dá)到與焊料熔化溫度相差保持在 25～ 50 ℃的范圍。對(duì)錫鉛合金焊料，宜預(yù)熱至 125～ 150 ℃，以低于 4～ 5 ℃/s的升溫速度逐漸升溫；加熱方法可采用對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射三種方式，但最終應(yīng)采用噴射熱空氣的對(duì)流加熱或電阻加熱的傳導(dǎo)方式實(shí)施。 6 錫焊生產(chǎn)過(guò)程可靠性要 求 手工焊可靠性要求 手工焊接的基本規(guī)則 操作者在學(xué)習(xí)手工焊接操作之前，應(yīng)具備有關(guān)焊接工藝的基本知識(shí)，如加熱、表面潤(rùn)濕、焊料流、適當(dāng)?shù)暮噶狭亢秃噶瞎袒陂g零件的固定性等。 熱力方面 ? ? 烙鐵頭與被焊部件間應(yīng)形成良好的接觸 烙鐵端頭應(yīng)盡可能地先靠近要求熱量最高的部位，由于良好的接觸只能通過(guò)熔化的焊料獲得，因此焊料應(yīng)加在鉻鐵頭上與被焊部件間的空隙之中。 可潤(rùn)濕表面 ? ? 使焊劑在正確的位置施行清潔功能 應(yīng)使帶芯的焊劑在被焊表面自由流動(dòng)，因?yàn)楹竸┮灿兄趥鳠?。 焊料流 ? ? 使烙鐵與焊點(diǎn)間保持良好接觸，直到焊料較好地散開(kāi)為止 手工焊接中的多數(shù)缺陷起源于熱量不足，源于烙鐵頭溫度低，因此應(yīng)使用較高的焊接溫度和短暫的焊接時(shí)間，使元器件受到的熱損傷較少。 焊料量適當(dāng)