焊点可靠性测试标准和测试技术

IT和通讯领域的电子产品在功能不断增强的同时进一步小型化、轻薄化的发展趋势是永不停止的，这就意味着封装密度的提高、焊点数目的增加、焊点间距的减小，因而对焊点可靠性提出了更高的要求。同时，高密度封装要求基板布线线宽进一步变窄、基板布线间距进一步减小，这就使得离子迁移的问题变得更为突出。另一方面，随着无铅焊料越来越广泛的使用，其焊点可靠性又出现了许多值得关注的新问题。针对这些业界普遍关心的问题，我们将陆续为您提供相关的一些资料。

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IPC-SM-785《表面安装焊接件加速可靠性试验导则》
美国电子电路与电子互连行业协会（IPC）在1992年发布了IPC-SM-785GuidelinesforAcceleratedReliabilityTestingofSurfaceMountAttachments《表面安装焊接件加速可靠性试验导则》，该标准对于如何进行表面贴装焊点的可靠性试验提供了指导意见，提出了应该如何评估可靠性试验的结果、应该如何从可靠性试验的结果外推到焊点在实际使用环境中的可靠性，并且为更好地理解加速试验提供了相关的背景知识和设计思路。

IPC/EIAJ-STD-029《倒装焊、芯片尺寸封装、球栅阵列和其它表面安装阵列封装的性能和可靠性试验方法》
在2000年IPC与美国电子工业协会EIA联合发布了IPC/EIAJ-STD-029PerformanceandReliabilityTestMethodsforFlipChip,ChipScale,BGAandotherSurfaceMountArrayPackageApplications《倒装焊、芯片尺寸封装、球栅阵列和其它表面安装阵列封装的性能和可靠性试验方法》，该标准专门针对倒装焊、芯片尺寸封装、球栅阵列和其它表面安装阵列封装的质量和可靠性，提供了详细的测试方法，并且为供应商和用户提供了根据试验数据确立的可接受标准。该标准可以用来确认原材料的选择、优化生产过程、坚固老化产品、预测产品的长期可靠性。试验成功的关键是需要仔细的计划、设计和制作适当的测试设备，才能得到有意义的结果。其中，焊点的可靠性测试是其中重要的一部分。

IPC-9701《表面安装锡焊件性能试验方法与鉴定要求》
在2002年IPC又发布了最新的IPC-9701PerformanceTestMethodsandQualificationRequirementsforSurfaceMountSolderAttachments《表面安装锡焊件性能试验方法与鉴定要求》，该标准建立了明确的试验方法来评估电子组装中表面贴装焊点的性能和可靠性，通过测试可以对刚性电路板、柔性电路板、半刚性电路板上的表面贴装焊点的性能和可靠性划分为不同的级别，同时提供了一种近似方法把可靠性试验结果与焊点在实际使用环境下的可靠性联系起来。
该标准可以用来确认产品的设计和生产组装过程可以生产出符合要求的产品、可以根据通用的数据库和分析技术来预测焊点的可靠性、同时提供了标准化的试验方法和报告方法。

IPC-SM-785和IPC-9701的区别：
IPC-SM-785是一个指导性文件，不是标准。由于没有适当的标准，出现了高度加速的实验方法，不符合IPC-SM-785指引的方法；还有一些过分的主张，比如试验结果即意味着产品的可靠性。不断缩小的元件尺寸现在要求将焊接点的可靠性设计到元件中去，需要一个客观的手段来提供一个在竞争的产品中比较可靠性的方法。基于这个理由开发出的IPC-9701，主要目的是研究那些发生在元件与PCB之间由于热膨胀不匹配而引起的焊接点可靠性问题。
另IPC-9701明确规定了焊点连续电性能测试的方法─Datalogger等测试方法及相关专用测试设备，如EspecAMR系列。可以连续动态捕捉各种条件下开路情况的失效数据，不会受电干扰影响；电阻值、温度值等可以进行自动连续测试采集，可以准确地分析失效产生机理；同时可以控制试验设备，更真实地再现环境与失效之关系；通过计算机储存，利用丰富的统计功能可以进行包括威布尔分布等各种统计分析。