一個（gè）焊點的形成包括（kuò）了焊料的（de）潤濕、焊料與（yǔ）被焊麵之間的選（xuǎn）擇性擴散以及金屬（shǔ）間化物的合金化過程，焊點（diǎn）的質量（liàng）好壞直接影響了PCBA的互聯可靠性。高可（kě）靠性的焊點通常要（yào）有較強的環境適應能（néng）力，溫度的變化將（jiāng）導致焊點經曆周期性的蠕變（biàn），終會發生焊點疲勞失效。因此，可以根據焊點（diǎn）的疲勞失效機（jī）理，選擇恒溫恒濕（shī）試驗箱（或溫度循環試驗箱）來考核焊點（diǎn）的可靠性，具體方案（àn）如圖1所示。

    1、試驗設備

    恒溫恒濕試驗箱或溫度循環試驗箱

    2、試驗芯片（piàn）和封裝要求

    被試器件的封裝，即布局、結構（gòu）和材料（包括試驗芯片粘接及（jí）其工藝、填充及其工藝、絲焊/倒裝試驗芯片等）應能代表實際器件的特征，並且試驗芯片與外部引出端的連接應與實際生產的器件（jiàn）相（xiàng）同，同時（shí）采用（yòng）菊花鏈（菊花（huā）鏈，就是一種電路連接方案（A點（diǎn）與B點相連，B點與C點相連，C點與D點（diǎn）相連），並且（qiě）菊（jú）花鏈芯片也僅起到（dào）電氣連接作用。）的結構設計（jì）。對一（yī）些（xiē）功能簡單的器件（如分立器件），可使用帶菊花鏈結構的機械結構件（jiàn）代替試驗芯片，並且機械結（jié）構件的（de）尺寸應與被試器件芯片的尺寸相仿。
對（duì）於（yú）板級塑封球柵陣列（BGA）器件進行溫度循環試驗時，即使這些焊點隻在接地/電源位置，菊（jú）花（huā）鏈必須覆蓋此（cǐ）區域（如封裝角上的焊點、外邊的焊點、試驗芯片邊緣底部或接近底部的焊點、封裝中央的焊點）；
    對於陶瓷材料（liào）的器件，直角部位的引出端通常早出現失效，該區域應被視為關鍵區域，菊花鏈也必須覆（fù）蓋此區（qū）域。
    允許采（cǎi）用單（dān）線連續監測（cè）的菊（jú）花鏈設計，推薦采用對（duì）每個器件布置多個（gè）網絡進行獨立監測（cè）的菊花（huā）鏈設計。采用的菊花鏈設計能夠為失效的區域提供附加的信息。

    3、印製電路板的設計及菊花（huā）鏈要求（qiú）

    印製電路板的布線、厚度和焊盤設計及菊花（huā）鏈結構均會影響焊點的質量，因此印製電路板的設（shè）計為：
    菊花鏈網設計在印製電路板的頂層，這樣可以避免將通（tōng）孔失效誤判為菊花鏈失效。
    厚度優選為2.35mm，至少六層銅（tóng）箔（bó）；若封裝尺寸（cùn）大於40mm，推薦使用厚（hòu）度為3.15mm，八（bā）層銅箔。外層銅箔厚（hòu）度為35μm（推（tuī）薦），印製線路小寬度為150μm（推薦（jiàn））
    試驗用印製電路板應與實際印製電路（lù）板采用相同的材料和布線，還需測量玻璃軟化（huà）溫度Tg和x、y方向上的熱膨脹係數。
    內層中偶（ǒu）數層的電源層/接地層（céng）必須有70%的銅覆蓋率，寄（jì）數層上的信號層必須（xū）有40%的銅覆蓋率。
    至少50%的焊盤上包含（hán）通（tōng）孔，產生與實際印製板通孔相似的機械應力。
    與引出端焊接的印製電路板的焊盤直徑應為器（qì）件被焊料潤濕的焊盤直徑（jìng）的80%~100%。
    印製電路（lù）板的菊花鏈設計應與（yǔ）器件的菊花鏈連成一個完整的菊花鏈網絡。
    推薦在每個菊（jú）花鏈網內設計人工多探針式焊盤一遍進行失效隔離。

    4、試驗（yàn）樣品安裝

    為了保證試驗的（de）有效性，被試器件安（ān）裝到印製電（diàn）路板之前（表麵安裝器件一般采用回流焊和（hé）熱風加工台進行組裝），必須對被試器件的引出端進行考核，剔除引出（chū）端不滿足要求的（de）器件，如（rú）可以按GJB548B-2005方法2004進行引線牢固性或按GJB7677-2012第5章進行焊球剪切試驗。
    試驗樣（yàng）品組（zǔ）裝前必須對印製電路板的組（zǔ）裝定位工（gōng）藝參（cān）數（包括焊料量、焊膏對準、印（yìn）刷速度、刮刀壓力、漏板離網和熱溫度曲線等）進行優化，同時應按程序對組裝前的試驗樣品及再（zài）加工處理前的（de）試驗（yàn）樣品進行儲存和烘焙（bèi），若未（wèi）規（guī）定潮濕敏感度等級和烘（hōng）烤要（yào）求，則組裝前（qián）的試驗樣品按125℃下烘焙24h進行（háng）預處理（lǐ），對於再（zài）加工處理前（qián）的樣品按105℃下烘焙24h進行（háng）。
    組（zǔ）裝後的試驗樣（yàng）品（pǐn）必須采用X射線對（duì）所有焊點進行缺（quē）陷檢查，如焊點橋接、開路、焊點丟失、空洞、引（yǐn）出端對位不良以及缺少角焊縫；同時，還需要檢查（chá）試驗樣品的電氣通路，便於（yú）剔除（chú）菊花鏈電路的開路（lù）、短路或其他異（yì）常現象。
    試驗前檢查（chá）合格（gé）的試驗樣品放置在箱（xiāng）中，不能阻礙（ài）氣流越過和在樣品四周流動，也要避免試驗樣品的溫度短時間內劇烈變（biàn）化（溫度變化過程中（zhōng），樣品溫度（dù）與箱（xiāng）內溫（wēn）度差應控製在±3℃範圍內，對於熱容量大的試驗樣品，應使用單曲 恒溫恒濕試（shì）驗箱來達到（dào）規定的溫度變化率）。
    試驗樣（yàng）品的溫度達到規定的極限值後，至少保溫10min，升（shēng）溫和降溫速率不應超過20℃/min

    5、試驗過程監測

    試驗過程監測分為溫度及電氣兩部（bù）分進行：
    溫度監測
    恒溫恒濕試驗箱初次啟動時，需要對箱內每塊板上的器件溫度進行監測；在溫度循（xún）環過程中，應連續（xù）監測至少（shǎo）2塊印製電（diàn）路板（中間和四（sì）周）上的2個器件的溫度以及恒（héng）溫箱的環境溫度。
    電氣監測
    通過自動監測儀對菊花鏈電路進行（háng）連續的電氣（qì）監測，不能使用人工讀書的方法進行連續監測。如出現持續時間小於或等於（yú）1μ或菊花鏈電路電阻值（zhí）增量大於（yú）或等於1000Ω的中斷，則定義第1次中斷，在出現第1次中斷後10%的循環時間內，如發現大於或（huò）等於9個的中斷事件，則確認為失效。為了確定失效是由互連造成的，需要監（jiān）測大量的中斷。

    6、焊點壽命評價（jià）

    除另有規定外，應（yīng）抽取33隻器件進行試驗，其中（zhōng）32隻用於試驗，1隻在組裝後做顯微組織（zhī）檢查。應為返工準備至少10隻未進行過組裝的器件。用戶（hù）方在評估器件能（néng）否滿足規定應用要求時，也可另行規定抽樣方案。
    溫度（dù）循環試驗前，可以在100℃下對組（zǔ）裝後的試驗樣品進行24h的高溫老（lǎo）煉；溫度循環試驗條件應（yīng）按表1進行，除另（lìng）有規定外，應使用等級TC1進行試驗，也可以根據器件應用環境的要求（qiú）規定（dìng）溫度循環試驗的高（gāo）溫（wēn）溫度和低溫溫度（dù）（即TC7）
    表1  溫度條件
    溫度循（xún）環次數應按表2進行，除另有規定外，應選擇（zé）代碼NTC-E（6000次循環（huán））進行試（shì）驗，也可根據對器件使用壽命的要求自定（dìng）義溫度循環試驗的循環次數。
    表2  循環次數
    試驗樣品按照規（guī）定的試驗（yàn）條（tiáo）件進行（háng）規定（dìng）次數的溫（wēn）度循環試驗且未監測到失效，則（zé）器件通過（guò）焊點評價試驗。

    7、失效分析及技術手段

    若試驗樣品以零失效通過規定次數的 溫度循環試驗，則承製方也應對試驗樣品進行失效分析（每種類型的印製電路板至少隨機選擇（zé）3隻器件）以保證不遺（yí）漏由於菊花鏈設計失誤或監測設備故障而未（wèi）被發現的失效。若出現失效，應對失效樣品進行失效分析以確定發現（xiàn）的電氣（qì）失效的位置、模式以及失效機理。
    失效分析的技術手段包（bāo）括，外（wài）觀（guān）檢（jiǎn）查、X射線檢（jiǎn）查、金（jīn）相（xiàng）切片、掃描電子顯（xiǎn）微鏡觀察，聲學掃描顯微鏡檢查以及染色與滲透試驗等（děng）。
    外觀檢查，主要（yào）是檢查焊點的潤濕角、顏色（sè）以及焊點（diǎn）的失效位置，如焊盤潤濕角＞90°，則焊盤潤濕性不良；如器件引出端潤濕角（jiǎo）＞90°，則引出端潤濕性不良；若焊盤及器件引出端的潤濕（shī）角均大於＞90°，則焊接工藝參數可（kě）能存（cún）在問題。焊點位置是否存（cún）在規律性，還是隨機失效。
    X射線檢查，主要是檢查焊點是否存在虛焊或開路的情況，如焊球在焊（hàn）接後，焊球會由圓形變（biàn）成橢圓，若焊接後焊球還是圓形，將存在虛焊或開（kāi）路的風險。
    掃描電子顯微鏡檢查，主要是檢查（chá）引起引（yǐn）出端或（huò）焊盤上焊接（jiē）不良汙（wū）染物或多（duō）餘物的成分。
    金（jīn）相切片分（fèn）析，采用從取樣（yàng）、鑲嵌、切片、拋（pāo）磨、腐蝕、觀察的破壞性手段對焊點的剖麵的微觀結構質量進行（háng）檢（jiǎn）查（chá），具體流程可以參考IPC-TM-650 2.1.1規定的流程。
    染色與滲透試驗，是將PCBA樣品置（zhì）於染色劑中，讓染色劑充（chōng）分滲透到焊接區域並抽真（zhēn）空；然後將（jiāng）置於染色劑的樣品取出後（hòu）進行幹燥；其次（cì）將幹燥後的器件與PCB垂直分離，若引出端與焊盤之間存（cún）在裂紋或空洞，那麽（me）在分離界麵上就會發現染色劑，則說（shuō）明該區域存在焊點缺陷，後根據存在焊點缺陷界麵處的染色劑位置及深淺，依次統計記錄各焊點的失效模式，用Mapping圖表示出來。