激光焊中6337焊錫絲焊點(diǎn)疲勞失效是什么原因 怎么解決

6337焊錫絲焊點(diǎn)疲勞失效的原因

一、熱循環(huán)因素

　　溫度變化幅度

在電子產(chǎn)品的工作過(guò)程中，會(huì)經(jīng)歷開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)以及不同工作模式的切換，這使得焊點(diǎn)會(huì)承受頻繁的溫度變化。例如，在一些工業(yè)控制設(shè)備中，電路板上的焊點(diǎn)可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)從室溫升高到較高的工作溫度，又迅速冷卻。如果溫度變化幅度較大，焊錫材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。6337 焊錫絲(含 63% 錫和 37% 鉛)的熱膨脹系數(shù)與被焊接的元器件引腳和電路板焊盤(pán)材料(如銅)不同。在溫度變化時(shí)，由于不同材料的膨脹和收縮程度不一致，焊點(diǎn)處就會(huì)產(chǎn)生周期性的拉伸和壓縮應(yīng)力。

熱循環(huán)頻率

頻繁的溫度變化(即高頻率的熱循環(huán))會(huì)加劇焊點(diǎn)的疲勞。像一些用于通信基站的電源模塊，其電路板上的焊點(diǎn)可能每小時(shí)甚至每分鐘都會(huì)經(jīng)歷多次溫度波動(dòng)。隨著熱循環(huán)次數(shù)的增加，焊點(diǎn)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸受損，微裂紋開(kāi)始出現(xiàn)并擴(kuò)展，最終導(dǎo)致疲勞失效。

二、機(jī)械振動(dòng)因素

外部振動(dòng)源

當(dāng)電子設(shè)備安裝在有振動(dòng)源的環(huán)境中時(shí)，如汽車電子設(shè)備、航空航天設(shè)備中的電路板，機(jī)械振動(dòng)會(huì)傳遞到焊點(diǎn)上。6337 焊錫絲形成的焊點(diǎn)在振動(dòng)過(guò)程中，會(huì)受到交變的剪切力和拉力。例如，汽車在行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)以及路面顛簸產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)傳遞到車載電子設(shè)備的電路板上。如果焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度不足以抵抗這些振動(dòng)產(chǎn)生的力，就會(huì)在焊點(diǎn)與元器件引腳或焊盤(pán)的界面處產(chǎn)生微小裂紋。

內(nèi)部組件運(yùn)動(dòng)

一些電子設(shè)備內(nèi)部含有可移動(dòng)的部件，如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的磁頭臂、散熱風(fēng)扇等。這些部件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，也會(huì)影響到焊點(diǎn)。例如，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭臂的頻繁擺動(dòng)會(huì)使與之相連的電路板焊點(diǎn)承受振動(dòng)應(yīng)力，長(zhǎng)期作用下焊點(diǎn)容易疲勞失效。

三、材料因素

焊錫絲本身質(zhì)量問(wèn)題

如果 6337 焊錫絲在生產(chǎn)過(guò)程中混入了雜質(zhì)，會(huì)影響焊錫的性能。雜質(zhì)可能會(huì)改變焊錫的熔點(diǎn)、機(jī)械性能等。例如，過(guò)多的氧化物雜質(zhì)會(huì)使焊錫的流動(dòng)性變差，在焊接過(guò)程中不能很好地填充焊接間隙，導(dǎo)致焊點(diǎn)內(nèi)部存在缺陷，從而降低焊點(diǎn)的抗疲勞能力。

焊錫絲的微觀結(jié)構(gòu)也很重要。如果焊錫絲在制造過(guò)程中結(jié)晶不均勻，在焊點(diǎn)形成后，這種不均勻的結(jié)構(gòu)會(huì)成為應(yīng)力集中點(diǎn)，加速疲勞失效的過(guò)程。

與被焊接材料的兼容性

6337 焊錫絲與被焊接材料(如元器件引腳的金屬材料、電路板焊盤(pán)的金屬化層)之間的兼容性不好，會(huì)影響焊點(diǎn)的結(jié)合強(qiáng)度。例如，如果焊錫與引腳金屬之間不能形成良好的金屬間化合物，在受到外力或熱應(yīng)力作用時(shí)，焊點(diǎn)就容易從引腳界面處分離，導(dǎo)致疲勞失效。

四、焊接工藝因素

焊接溫度和時(shí)間控制不當(dāng)

焊接溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使焊錫過(guò)度氧化，同時(shí)也可能會(huì)損壞被焊接材料的表面性能。例如，過(guò)高的溫度會(huì)使電路板焊盤(pán)上的銅箔氧化加劇，降低焊錫與焊盤(pán)的浸潤(rùn)性，使焊點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，抗疲勞性能下降。

相反，焊接溫度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短，會(huì)導(dǎo)致焊錫不能充分熔化和流動(dòng)，無(wú)法填滿焊接間隙，從而在焊點(diǎn)內(nèi)部留下空洞等缺陷，這些缺陷在受到應(yīng)力作用時(shí)會(huì)加速疲勞失效。

助焊劑的影響

助焊劑的質(zhì)量和使用量對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量也有很大影響。如果助焊劑在焊接過(guò)程中不能有效地去除焊接表面的氧化物，會(huì)影響焊錫的浸潤(rùn)性。而且，如果助焊劑在焊接后殘留過(guò)多，可能會(huì)在焊點(diǎn)周圍產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，削弱焊點(diǎn)的性能，增加疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)。

焊錫絲焊點(diǎn)疲勞如何解決?

1、如果工藝條件不良，6337焊錫絲在焊接過(guò)程中熔融容易擴(kuò)散不均勻，稱為偏析。偏析使得焊點(diǎn)內(nèi)部的機(jī)械和物理性能發(fā)生改變，影響其工作效果和使用壽命;因此，在生產(chǎn)過(guò)程中必須防止6337焊錫絲在凝固的過(guò)程中發(fā)生偏析或金相組織不理想，才能夠有效增加焊點(diǎn)的固有可靠性或使用壽命。

2、對(duì)于容易受到循環(huán)應(yīng)力的6337焊錫絲焊點(diǎn)，應(yīng)從設(shè)計(jì)上充分考慮到應(yīng)力緩解方案。例如，固定好安裝孔、用適當(dāng)?shù)哪z填充懸空的元器件本體，也要充分考慮各類材料的線膨脹系數(shù)的匹配性。

3、這些問(wèn)題其實(shí)可以通過(guò)可靠性試驗(yàn)來(lái)及早發(fā)現(xiàn)或暴露，然后采取針對(duì)性的整改措施來(lái)應(yīng)對(duì)。具體可參考樹(shù)脂焊錫絲的高溫儲(chǔ)存試驗(yàn)等可靠性試驗(yàn)方法。