【導讀】可靠性技術，以指導解決工藝過程中遇到的可靠性問題。本指南內容包括：范圍，引用。本指南引用以下標準，當標準更新時，應以新版的為準。氧氣加速老化試驗方法。GB/T標準化工作導則??標準編寫的基本規(guī)定。產品的質量是設計和制造出來的，也是管理出來的。因此，要保證軍用電子設備的?？煽啃?，必然先要有滿足要求的可靠性設計和為實現(xiàn)這一設計而進行的工藝設計。其中α即為與工藝損失有關的因子?？梢姽に嚺c產品的可靠性是直接密切相關的。部銹蝕，影響了天線的使用可靠性；報廢，損失幾十萬元；隨機發(fā)生，使整個系統(tǒng)工作不可靠，延誤了將近半年的交貨期，經濟損失十分可觀；出現(xiàn)間斷性故障。因此，要求工藝設計師在設計時要考慮制造、安裝、調試、包。裝、運輸?shù)裙ば驅Ξa品可靠性的影響，工序安排要避免操作差錯、易于發(fā)現(xiàn)和排除缺陷，確保實現(xiàn)可靠性設計水平的實現(xiàn)和產品、設備、人員的安全。工藝設計中的可靠性技術應經評審，并經驗證可行、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、氧化程度對焊膏質量影響較大。 金屬成分 a. 焊料應符合 GB 3131中的有關規(guī)定。 b. 不同的合金焊料其 熔點和機械性能不同，由此構成焊接溫度不同的焊膏。質量良好的焊膏，合金成分應準確，在同一溫度下能保證各個焊點都同時熔化和再流；此外，合金粉末的含氧量應在 80 ppm以下。 粉末的尺寸 按照本章 ，粉末通過泰勒式篩子，其尺寸指標如表 16所示。 一般，粉末尺寸測量步驟由用戶和供應商共同確定，建議最大微粒尺寸認可型號為 4型，分別對應 160、 80、 50、 40 μ m。 表 16 焊膏型號及其顆粒尺寸指標 (μ m) 型號 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由用戶與供應商共同確定。一般應是有規(guī)則的球形和橢球形，其長寬比應在 :1以內。 表面狀態(tài) 焊料粉末的表面應光亮、平滑，沒有粘結形成的小顆粒團。 焊膏焊劑應按本章第 14章《對焊劑質量的控制》的要求進行分類測試。 焊膏性能 金屬成份 按重量和按本章 ，其金屬成份應占 （ 75～ 92）％，偏差應在 177。 10％之內。 粘度 當以厘泊為單位對焊膏進行測量時，正常粘度值應在標準值的 177。 1％之內。測量方法和狀態(tài)按本章 。 坍塌度 按照本章 ，印刷直徑增大不應超過 10%，烘烤后不應有互連發(fā)生。 再流特性 中國最大的管理資源中心 24 進 行焊球試驗，當熔融焊料在陶瓷或環(huán)基板上形成大焊料球時，判為優(yōu)良；當熔融焊料形成一個大焊料球，但在其周圍有少數(shù)小焊料球，直徑不大于 50μ m時，判為合格；當熔融焊料形成一個或多個大焊料球，周圍還有大量小焊料球時，判為不合格。 粘著力測試 按本章 。 濕潤 按本章 。經過回流焊后，合格的焊膏應均勻濕潤，金屬樣片上不應出現(xiàn)明顯的反濕性、不濕潤情況。 產品分類標準 a. 焊膏應按分類標準填寫下列 各項： b. 合金 ％（每批成份元素）； c. 焊劑命名； d. 金屬 ％（質量）； e. 粉末尺寸 (表 16)； f. 粘度 （用厘泊表示）； g. 焊劑命名代號； h. 制造廠家。 貯存期 未開封的焊膏，應標明最小貯存期限及其存放條件。 品質確認測試 焊料合金成份 從焊膏中分離出焊料金屬：把適當數(shù)量的焊膏樣品在 25 ℃左右的氣溫下轉換到陶瓷或玻璃容器上，加熱使金屬完全熔化后自然冷 凝，然后用適當溶劑溶解冷凝的焊料，最后用認可的技術分析確認溶解液的合金成份。 焊料粉末微粒尺寸、形狀和表面狀態(tài) a. 用適當溶劑從焊膏中去除焊劑，分離出焊料粉末，經過反復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 測量粉末微粒大小的方法 , 應由用戶與供應商確定，以下示例可供選擇參考。 ? ASTMB 21B標準顯幕微粒尺寸區(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，使用晶粒細化分析儀 (Hegmamm)確認，型號有 CMA185或ASTMD1210。 d. 焊料粉末微粒形狀和粗糙度 中國最大的管理資源中心 25 用足夠倍數(shù)的雙目顯微鏡對焊料粉末進行目測，確認其中長寬比在 ～ 過 ～ 球形和橢球形微粒的百分率，當長寬比為 ～ 90％以上時符合球形規(guī)則標準。只有比值在 ～ 完全球形。 粉末粗糙度用光線散射法進行確認。 e. 表面狀態(tài) 用 40～ 100倍雙目顯微鏡進行目測，符合標準的焊料粉末表面應光亮、 平滑，沒有微粒粘結形成的小微粒團。 焊膏焊劑 焊膏焊劑的分離、測試及其指標應符合本章 《焊劑質量的控制》的規(guī)定。 金屬重量 當用以下方法進行確認時，金屬含量應在正常值的 177。 10％以內。 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 ., 并確認金屬的百分 含量。 粘度 通常采用圓筒旋轉粘度計 (。粘度受圓筒的半徑、長度、轉速、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，測量軸取最小一擋，轉速為 5 rpm（轉 /分）。 粘度數(shù)據(jù)取最后 2個周期峰值與最小值的平均值。但當最早的兩個旋轉周期的平均值大于最后 2個周期平均值的 10％時，則測試無效，需繼續(xù)測試。 坍塌度 采用 FR4基材的試驗板，板上有多條間隙為 ～ mm的焊盤，將焊膏漏印其上；印刷后首先觀察焊膏是否漏印在焊盤上，然后將試驗板放在 80℃烘箱中烘 3分鐘，再放在 170℃的烘箱中烘 30秒 ， 最后觀察試驗板的圖形的互連，若沒有發(fā)生互連則認為坍塌度合格。 再流特性焊球測試 按 SJ/T 10670中 。 粘著力 在溫度 25177。 ℃、相對濕度 （ 50177。 10） ％ RH條件下，保持周圍環(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，用于測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后復測一次。一般初始粘結力為 25～ 40 g/cm2， 16h后的為 15～ 39 g/cm2。 對貼片膠質量的控制 貼片膠分類 按基體樹脂材料分類 中國最大的管理資源中心 26 有環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂以及聚合物構成的膠粘劑。 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個月。 b. 適當?shù)恼扯? 適應于手工和自動涂敷要求，在涂布過程中應不拉絲、不沾污焊盤。涂敷后能保持輪廓，形成足夠的高度。膠的粘度應滿足絲網(wǎng) /漏板印刷、針轉移法、注射式等涂敷工藝要求。粘度試驗方法按 GB/T 2794中規(guī)定的旋轉粘度計測量方法進行。 c. 離網(wǎng)性 貼片膠施放在印制板上時應有足夠的濕潤度，膠點應光滑圓整，有濕潤感，不應出現(xiàn)鋸齒狀。 d. 坍落度 貼片膠在涂布后應保持原有的形態(tài)，不應出現(xiàn)坍落和漫流現(xiàn)象，觸變特性好，在高溫固化時也不應坍落和漫流。測試時，可用 3個直徑 mm、高 mm 的膠點分別涂敷在平整的試板上 , 一個試樣置于 25177。 5 ℃、相對濕度 （ 50177。 25） %RH的環(huán)境下 50～70 min；第二個試樣進行固化。測量兩個試樣膠點擴展、收縮后的尺寸，并與原來膠點的尺寸比較，其變化應在 10 % 以內 。 e. 粘接強度 在焊接前應能有效地固定元件，但粘接度應適當，便于拆卸和更換元件。 f. 有可鑒別的顏色 貼片膠 應具有特有的顏色 , 以便輔助視覺檢查、識別安裝過程質量。 安全性 貼片膠應無毒、無味、阻燃、不揮發(fā)，對環(huán)境和人體安全無害。 固化性能 a. 快速固化 貼片膠應能在較低的溫度下和較短的時間內固化。 b. 不應放出氣體 貼片膠在固化過程中，不應出現(xiàn)氣體，形成貼片氣孔，導致吸收焊劑和灰塵。 固化后的機械電氣性能和相容穩(wěn)定特性 a. 機械強度 室溫貼片膠在固化后的拉力應為 ～ 1 Kg/片，在高溫強度降低時仍有足夠的固著力。在波峰焊時元器件不掉落，能經受 印制板的移動、翹曲。 b. 電氣性能和吸濕性 貼片膠應有低的介質損耗、高的體積電阻和表面電阻。在相對濕度 95％條件下存放七天后具有以下性能： 中國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 貼片膠固化后應與后續(xù)工藝過程中的化學制品相容，不發(fā)生化學反應；對焊劑、清洗溶劑保持惰性；在任何情況下具有非導電性和抗?jié)?、抗腐蝕的能力。 貼片膠在使用中應遵循的原則 溫度過渡 貼片膠應冷凍存放 , 使用時從低溫環(huán)境取出，應放置使其過渡到室溫后 , 再啟封容器使用，以防止吸潮 ,導致固化時放出氣體。 控制用量 應控制貼片膠的用量 , 既要充足，充滿基板與元件之間的空間，確保粘牢 , 又不應擴散到印制板上，發(fā)生互連。按標準 SJ/T 10670 。 漏板質量的控制 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量。無論采用那種制造工藝都應對以上因素進行嚴格控制。 開口尺寸與漏板厚度 漏板設計制造應控制： a. 開口尺寸比焊盤尺寸小 20％以內； b. 開口尺寸與漏板厚度之比 ?； c. 開口寬度 ≥ 4～ 5 μ m。 制造精度要求 制造精度應高于 177。 mm， 孔壁粗糙度 RZ應控制在 15 μ m以內。 開口的幾何形狀 a. 對于 ～ mm厚的漏板，其錐形面一般為 ～ mm； b. 對于 ～ mm厚的漏板 ,其錐形面為 ～ mm。 漏板尺寸 漏板的網(wǎng)框每邊應比 PCB對應的邊緣大 25 mm以上。柔性金屬漏板，當 PCB邊長小于 200 mm時，網(wǎng)框內邊尺寸取 PCB尺寸的 2倍以上；當 PCB邊長大于或等于 200 mm時，網(wǎng)框內邊的尺寸距 PCB每邊至少應為 100 mm。 工裝的控制 漏板 質量控制 漏板質量控制按本篇 18章執(zhí)行。 中國最大的管理資源中心 28 清洗要求 漏板在使用后應進行清洗，用柔軟的棉布沾上丙酮或乙醇 , 將絲網(wǎng)板的開口部內外徹底清洗 , 用空氣噴槍吹掉塵埃 , 再用溶劑擦拭，應確認開口部無堵塞。 保存要求和壽命 漏板的保存應避灰塵。為保持緊繃，應垂直豎立放置。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～ 5萬次。 刮刀 刮刀是焊膏印刷的重要工具，對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 工裝架或托架應滿足 SJ/T 10533的 要求。 防靜電設施 防靜電設施應滿足 SJ/T 10533的要求。 返修工作站 返修工作站應配備防靜電和預熱裝置，能對 SMD進行開通，能達到與焊料熔化溫度相差保持在 25～ 50 ℃的范圍。對錫鉛合金焊料，宜預熱至 125～ 150 ℃，以低于 4～ 5 ℃/s的升溫速度逐漸升溫；加熱方法可采用對流、傳導、輻射三種方式，但最終應采用噴射熱空氣的對流加熱或電阻加熱的傳導方式實施。 6 錫焊生產過程可靠性要 求 手工焊可靠性要求 手工焊接的基本規(guī)則 操作者在學習手工焊接操作之前，應具備有關焊接工藝的基本知識，如加熱、表面潤濕、焊料流、適當?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形成良好的接觸 烙鐵端頭應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熔化的焊料獲得，因此焊料應加在鉻鐵頭上與被焊部件間的空隙之中。 可潤濕表面 ? ? 使焊劑在正確的位置施行清潔功能 應使帶芯的焊劑在被焊表面自由流動，因為焊劑也有助于傳熱 。 焊料流 ? ? 使烙鐵與焊點間保持良好接觸，直到焊料較好地散開為止 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，因此應使用較高的焊接溫度和短暫的焊接時間，使元器件受到的熱損傷較少。 焊料量適當