Thermal cycle test of lead-free reflow of circuit board
1. The purpose of the experiment
The lead-free reflow of the circuit board will cause the plate to burst, металлизированное отверстие будет разбито. The main reason is of course that the CTE of the plate on the Z axis is no matter whether it is α1 (55- The Z-axis thermal expansion rate (Z-CTE) of both 60ppm/°C) or α2 (250ppm/°C) far exceeds the 17 ppm/градус Цельсия медных стенок. То есть, the plate material below the Tg is about 3 times that of the copper wall, когда ТГ выше этого значения, он будет увеличен в 12 - 20 раз. во избежание многослойная плита from being broken and failing during multiple reflows, the temperature cycle test (TCT) is used deliberately to try to find three things, namely
(1) What is the effect of the reflow peak temperature on the plate and through holes?
(2) Сколько раз можно повернуть назад?
(3) How about the reliability of the base material?
оба,circuit board manufacturing
A circuit board manufacturer re-used four types of boards to produce an 8-layer circuit board with a total of 880 interconnecting vias and a thickness of 30mm. толщина отверстия меди около 20. перед тестом TCT, first simulate lead and lead-free reflow with peak temperatures of 224 degree Celsius and 250 degree Celsius respectively, and then perform an air to air temperature cycle test (TCT) to observe the reliability of the plate and plated through holes. The conditions of this TCT are:
криогенная температура - 55°C длится пять минут.
. 14 минут - это время перехода на повышение температуры. The reason for deliberately lengthening is to make the inner and outer temperature of the thick plate converge to reduce the stress.
поместить его при высокой температуре 125°C в течение пяти минут.
.переход на криогенную температуру через 14 минут и завершение цикла
после продолжительного непрерывного теплового расширения и сужения медные стенки отверстия и такие медные кристаллы, как переплетение, становятся более рыхлыми, поэтому сопротивление в ходе испытания на постоянный ток будет постепенно увеличиваться. как только перед испытанием измеряется более 10% сопротивления, панель приборов достигла точки отказа. затем можно провести анализ дефектов микросреза.
Third, the reflow peak temperature has an impact on the reliability of the through hole
When the peak temperature of the reflow is pulled up, it will cause strong thermal stress on the plate and the copper hole wall. поэтому, before conducting TCT reliability tests on the plates and through holes, 2 - 6 раз имитировать повторную сварку платы для наблюдения влияния повторной сварки на последующую надежность? In the process, исследование показало, что при повышении пиковой температуры обратного течения на 25°C, the number of temperature cycles before failure will be reduced by as much as 25%. крайне необходимо тщательно рассмотреть кривая орошения, and try to avoid the peak temperature. слишком высоко, so as not to cause a lot of troubles.
четвёртый, the impact of the number of reflows on the reliability of the through hole
In fact, пиковая температура обратного хода не только принесет большое напряжение, Но каждая сильная теплота многократного орошения также накапливает напряжение в стенках медных отверстий и материнских материалах. такое время возврата неизбежно снижает надежность. поэтому, the German investigators deliberately tested the circuit boards with lead-free lead-free reflow, Затем будет проведено испытание на соответствие TCT надежности и будет рассмотрена корреляция между ними.
Производители платы, пять, discussion.Разница в коэффициенте теплового расширения между медной фольгой или медной стеной и материнским материалом непосредственно приводит к образованию трещин и дырок после пыток при высокой температуре. увеличение количества орошения, конечно, сокращает срок службы проходного отверстия.
.It is found that the main culprit of the broken hole is the excessively high reflow peak temperature (for example, above 250°C). Второй фактор, влияющий на надежность проходного отверстия, это число обратных потоков, Последствия первого притока более значительны, чем последствия других последующих потоков.
когда выход меди из отверстия очень хороший (например, 20 z% избыточность или выше), надёжность отверстия на теплостойкость, естественно, хорошая, но после многократного орошения, растяжение постепенно снижается.