焊接可靠性测试标准与方法

一、润湿平衡测试

润湿平衡测试是一种通过测量焊料对元件引脚或焊盘在浸入熔融焊料过程中的受力变化，来量化评估可焊性的方法。测试仪会记录力 - 时间曲线的变化，通过分析润湿时间、最大润湿力等参数来评价焊接性能。此测试提供定量结果，常用于新元件来料检验和工艺优化阶段。

 二、浸蘸观察法

浸蘸观察法是传统的直观视觉评估方法。将经过预处理的元器件引脚或焊盘浸入助焊剂，再快速浸入熔融焊料数秒后取出，通过放大镜或显微镜观察其焊锡附着情况，以判定可焊性优劣。行业标准一般要求被焊表面 95% 以上面积被连续焊料覆盖且无缺陷。

 三、锡球法

锡球法是润湿平衡法的一种变形，采用直径 1 - 4mm 的小熔融锡球作为焊料来源。它适用于测试非常小的焊接点或精细元件，可提供可重复且可控的小型熔融焊料体积，尤其适合微电子器件引脚、细小焊盘的可焊性评估。

 四、高低温冲击法

按照 IPC-SM-785《表面安装焊接件加速可靠性试验导则》、IPC-9701《表面安装焊接件加速可靠性试验方法与鉴定要求》、IPC-TM-650《实验方法手册》等标准进行。具体做法是将焊接后的样板放在专用的高低温试验箱中，在不同温差条件下进行测试，温差越大，条件越恶劣，对焊点可靠性要求越高。通常一个试验要做 2000 - 3000 个周期，然后通过目测或按 IPC-TM6650 标准测试评估。

 五、高温老化法

这是常用的试验方法，简便可靠。将样品放在烘箱中老化，烘箱温度可选择 150℃、180℃、200℃等，时间可选择 200h、300h、400h 不等，然后再测试焊点强度，通过比较来评选好的焊料。

 六、跌落试验

主要用于评估容易掉到地上的电子产品，如手机等便携式产品的焊接可靠性。还可用来做对比试验，如对比使用底部填充料与不使用底部填充料时焊点的可靠性。跌落试验可参考 GB2423 以及 JEDEC JESD22-B111 标准进行。

 七、焊接高速冲击试验

近年来研制的焊接高速冲击试验系统使试验变得简单化，可用于评估焊接的可靠性，特别是针对无铅焊料引起的脆性断裂问题。

 八、外观检查

从外观上看焊点形态是否完好，无铅焊点虽比相应的有铅焊点粗糙，但其形态应完好。执行标准为 IPC-A-610D。

 九、X-ray 检查

可进一步检查出焊点中虚焊以及内部孔洞大小及位置，同时可用来监控组装工艺是否规范。在遇到焊点质量问题时可首选 X-ray 检查，它可对焊点结构做完整性分析。执行标准为 IPC-7095。

 十、金相切片分析

是金属材料试验研究的重要手段之一，在焊点可靠分析中，常取焊点剖面的金相组织进行观察分析。普通裂纹分析只要通过金相显微镜观察，计算机记录即可，若用于焊点结合部 IMC 评估，则需电子显微镜观察。执行标准为 IPC-A-610C、IPC-A-610、IPC-7095。

 十一、超声波检测

利用超声波在焊缝中的传播特性和反射规律来检测焊接接头内部的缺陷，如裂纹、气孔、夹渣等，是一种常用的无损检测方法，可检测焊接接头中可能存在的缺陷或问题，帮助确保焊接接头的质量。

 十二、射线检测

通过射线穿透焊缝，根据射线在焊缝中的衰减程度来检测焊缝内部缺陷，也是一种无损检测方法，能检测焊缝内部的裂纹、气孔、夹渣等缺陷，对焊缝内部质量进行评估。

 十三、磁粉检测

主要用于检测铁磁性材料焊接接头表面和近表面的缺陷。通过在焊缝表面施加磁粉，在磁场作用下，缺陷部位会吸附磁粉，从而显示出缺陷的位置和形状，可快速检测焊缝表面和近表面的裂纹、气孔等缺陷。

 十四、渗透检测

借助渗透剂渗入焊缝表面的缺陷，在显像剂作用下，将缺陷显示出来，用于检测焊接接头表面的缺陷，如裂纹、孔洞等，操作简便，适用于检测各种材料的焊缝表面缺陷。

 十五、力学性能试验

包括强度检测、韧性检测、硬度检测等。强度检测通过拉伸试验等方法检测焊接接头的强度，包括抗拉强度、屈服强度等指标；韧性检测通过冲击试验、弯曲试验等方法检测焊接接头的韧性；硬度检测通过硬度试验检测焊接接头的硬度，以评估焊接接头的材料性能和热影响区的影响程度。

 十六、宏微观检验

宏观检验包括外观检验、尺寸检验、比较检验等，可检查焊接接头的外观、尺寸等；金相显微镜检测则通过金相显微镜观察焊接接头的金属组织和相态，评估焊缝的晶粒结构、相变、晶界和夹杂物等。通过宏观和微观检验，可全面评估焊接接头的质量和结构。