Новости PCB - Pcb завод: анализ механизма усталости

печатная плата factory: SMT solder joint fatigue failure mechanism analysis

по мере того, как плотность монтажа электронной продукции становится всё выше и ниже, размер точек, в которых выполняются механические и электрические подключения, становится все меньше и меньше, любой отказ в сварной точке может привести к общей неисправности оборудования и даже системы. Таким образом, надежность сварных точек является одним из ключевых элементов надежности электронных продуктов. на практике отказ сварной точки обычно вызван действием сложных факторов. в различных условиях использования существуют различные механизмы отказа. основные механизмы отказа в сварных точках включают термический отказ, механический отказ и электрохимический отказ.

тепловой отказ является в основном результатом усталости от теплового цикла и теплового удара, в том числе и неполадки, вызванные высокой температурой. из - за несоответствия коэффициента теплового расширения между поверхностными элементами, печатная плата and solder, при изменении температуры окружающей среды или повышении мощности самой сборки, из - за расхождений в коэффициенте теплового расширения компонентов и плит, температурное напряжение и напряжение. периодическое изменение точки сварки может привести к термической усталости. основной механизм деформации при термической усталости - ползучесть. когда температура превышает половину температуры печи, ползучесть превращается в важный механизм деформации. For олово-lead solder joints, даже при комнатной температуре, Он уже превысил половину температуры плавления, so Creeping becomes the main thermal deformation fatigue failure mechanism during thermal cycling.

по сравнению с термическим циклом отказ, вызванный термическим ударом, вызван более значительным дополнительным напряжением конструкции с различными скоростями повышения температуры и охлаждения. в процессе термического цикла можно считать, что температура в различных частях узла идентична; в условиях теплового удара дополнительные тепловое напряжение возникает из - за различных факторов, таких, как теплота, качество, структура и способ нагрева, а также из - за разницы температур в различных частях агрегата. тепловой удар может вызвать множество проблем надежности, таких, как усталость от точки пота при перегрузке, а также трещины в покрытии, приводящие к коррозии и утрате компонентов. тепловой удар может также привести к неисправности, которая не наблюдалась во время медленного теплового цикла.

механический отказ означает главным образом перегрузку и ударное старение в результате механического удара, а также механическую усталость в результате механического колебания. при изгибе, вибрации или других напряжениях компонентов печатных схем может произойти отказ сварных точек. при изгибе, вибрации или других напряжениях компонентов печатных схем может произойти отказ сварных точек. в целом, все меньше и меньше сварных точек является самым слабым звеном в сборке. Тем не менее, когда элемент с гибкой структурой (например, зажим) соединяется с печатная плата, точка сварки не будет выдерживать слишком большое напряжение, поскольку он может поглощать часть напряжения. Однако при сборке бессвинцовых компонентов, особенно для оборудования BGA на больших площадях, когда компоненты подвергаются механическому удару, например при падении в последующем оборудовании и процессе испытаний, а печатная плата подвергается большему удару и изгибу, сама сборка является относительно жесткой, а сварочная точка выдержит большее напряжение.

в частности, для портативных электронных изделий, свариваемых без свинца, их небольшие размеры, легкий вес и легкость скольжения делают их более подверженными ударам и падению в процессе эксплуатации, а нержавеющий припой выше обычного свинца и олова. модуль упругости и другие физико - механические свойства снижают сопротивление точек без свинца и тем самым уменьшают механический удар. Поэтому необходимо уделять внимание надежности и надежности низкопробных переносных электронных продуктов, не содержащих свинца. при повторном механическом напряжении сварных деталей, вызванном вибрацией, возникает усталость от точки сварки. Даже если это напряжение будет значительно ниже уровня текучести, оно может привести к усталости металлических материалов. после большого количества малых амплитуд и высокочастотных колебаний наступает утомление от вибрации. хотя каждый период вибрации повреждения точки сварки малы, но после многократных колебаний температура сварки трещина. с течением времени трещины будут расти с увеличением числа циклов. Это явление еще более усугубляется для сварных точек в бессвинцовых сборках.

электрохимический отказ означает отказ от электрохимической реакции при определённой температуре, humidity and bias conditions. основными формами электрохимической аварийности являются мосты, вызванные проводящими ионами, дендритный рост, токопроводящий анод. Ионные остатки и водяной пар являются основными факторами электрохимической аварийности. The conductive ionic contaminants remaining on the печатная плата может привести к мосту между точками сварки, особенно в сырой среде. частицы ионов могут пересекать поверхность металла и изоляции. формирование короткого замыкания. Ionic pollutants can be produced in many ways, включительно изготовление печатных плат process solder paste and flux residues, ручная обработка загрязнения и атмосферных загрязнителей. Under the combined influence of water vapor and low-current DC bias, из - за электролиза металл перемещается от одного проводника к другому, что приводит к росту металлического дендрита, похожего на ветки и папоротники.. перенос серебра является наиболее распространенным явлением. Copper, tin, and lead are also susceptible to dendrite growth, Но они растут медленнее, чем серебряные ветви. как и другие металлы, this failure mechanism can cause short circuits, утечка и другие неисправности. The growth of conductive anode filaments is a special case of dendrite growth. передача ионов между изоляторами и несколькими проводниками привела к росту проволоки на поверхности изолятора, which can cause short circuits in adjacent conductive lines. под действием машины на поверхности луженого покрытия образуется несколько нитевидных монокристаллов олова., humidity and environment during long-term storage and use of the device, его основной состав - олово.. из - за того, что олово вызвало несколько типичных крупных аварий, таких как воздушно - космический полет, Он получил широкое внимание..