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无铅 PCB 可靠性:怎么确保长期使用不掉链?检测方法看这篇

来源:捷配 时间: 2025/10/09 10:26:14 阅读: 65
很多人担心:无铅 PCB 虽然环保,但长期使用会不会 “不如有铅可靠”?比如焊点会不会氧化、振动后会不会脱落?其实无铅 PCB 的可靠性,关键在于 “制作质量” 与 “后期检测”—— 通过模拟实际使用环境的检测,就能提前发现潜在问题,确保长期稳定。今天从科普角度,拆解无铅 PCB 的 4 类核心可靠性检测方法,帮你理解 “好的无铅 PCB,不仅环保,更要耐用”。
 
第一类:温度循环测试 ——“模拟冷热交替,看焊点抗不抗造”。电子设备在使用中会经历温度变化(如白天室温、夜间低温,或设备开机升温、关机降温),无铅焊点的脆性高,易在反复冷热中出现裂纹。温度循环测试的原理是:将无铅 PCB 放入高低温箱,在低温(通常 - 40℃)与高温(通常 125℃)之间循环,每次循环包括 “低温停留 30 分钟→升温 30 分钟→高温停留 30 分钟→降温 30 分钟”,通常循环 500-1000 次。测试后通过 X-RAY 观察焊点是否有裂纹,用万用表检测导通性。比如某无铅 PCB 经过 500 次循环后,焊点裂纹率≤2%,导通性无变化,说明能满足家用电子设备(如电视、冰箱)5 年以上的使用需求;工业设备则需 1000 次循环无裂纹,确保在宽温环境下可靠。
 
 
第二类:振动测试 ——“模拟运输与使用振动,看焊点牢不牢固”。设备运输过程中的颠簸、使用中的振动(如风扇转动、汽车行驶),会考验无铅焊点的机械强度。振动测试分两种:
  • 随机振动:模拟运输中的复杂振动(频率 20-2000Hz,加速度 5-10g),持续 1-2 小时,测试后检查元件是否脱落、焊点是否开路;
  • 正弦振动:模拟设备运行中的周期性振动(频率 10-200Hz,振幅 0.1-0.5mm),持续 200-500 小时,重点检测大功率元件(如电源接口)的焊点是否松动。
     
    无铅 PCB 的焊点若能通过 “10g 随机振动 1 小时 + 0.3mm 振幅正弦振动 300 小时” 无故障,说明能应对多数场景的振动需求,比如工业控制器、汽车电子(非核心部件)。
 
 
第三类:湿热测试 ——“模拟潮湿环境,看 PCB 抗不抗腐”。潮湿环境会导致无铅焊点氧化、PCB 基材吸潮,长期可能出现短路或焊点失效。湿热测试的条件通常是 “40℃+90% 相对湿度(RH)”,将无铅 PCB 放入恒温恒湿箱,持续 1000-2000 小时。测试后检查:
  • 焊点是否氧化(外观无发黑、锈蚀);
  • PCB 基材是否吸潮(重量增加≤0.2%,无分层);
  • 电路导通性(无短路、开路)。
     
    比如家用无铅 PCB 需通过 1000 小时湿热测试,工业、医疗无铅 PCB 则需 2000 小时,确保在浴室、车间等潮湿环境下长期使用。
 
 
第四类:焊点微观检测 ——“放大看焊点内部,找隐藏缺陷”。表面看起来完好的无铅焊点,内部可能有微小空洞、裂纹,这些 “隐形缺陷” 会在长期使用中逐渐扩大,导致故障。微观检测需将焊点切开,经过打磨、腐蚀后,用金相显微镜(放大 50-200 倍)观察:
  • 焊点内部空洞率(≤5% 为合格);
  • 焊锡与焊盘的结合面(无间隙,说明润湿良好);
  • 焊点晶粒大小(晶粒均匀细小,说明焊接工艺稳定)。
     
    比如 BGA(球栅阵列)元件的无铅焊点,肉眼无法观察内部,必须通过微观检测确认无空洞、无裂纹,避免后期出现 “时通时断” 的故障。
 
 
这些检测方法的组合使用,才能全面保障无铅 PCB 的长期可靠性,而捷配在无铅 PCB 检测中构建了 “全维度覆盖” 体系:温度循环测试采用高低温箱(-60℃~150℃,循环精度 ±1℃),支持 500-1000 次循环;振动测试配备电磁振动台(频率 5-2000Hz,加速度 0-20g),可模拟随机、正弦振动;湿热测试用恒温恒湿箱(温度 10-85℃,RH20%-98%),满足 1000-2000 小时测试需求;微观检测则配备金相显微镜(放大 200 倍)与 X-RAY 设备(分辨率 5μm),识别焊点内部缺陷。每批次无铅 PCB,捷配都会抽取 3-5 片进行全项目检测,出具详细报告,确保交付的无铅 PCB 不仅环保,更能长期稳定使用。

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