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激光焊中6337焊錫絲焊點疲勞失效是什么原因 怎么解決

6337焊錫絲焊點疲勞失效的原因

一、熱循環(huán)因素

  溫度變化幅度

在電子產(chǎn)品的工作過程中,會經(jīng)歷開機、關機以及不同工作模式的切換,這使得焊點會承受頻繁的溫度變化。例如,在一些工業(yè)控制設備中,電路板上的焊點可能會在短時間內(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)部會產(chǎn)生熱應力。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材料(如銅)不同。在溫度變化時,由于不同材料的膨脹和收縮程度不一致,焊點處就會產(chǎn)生周期性的拉伸和壓縮應力。

熱循環(huán)頻率

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

二、機械振動因素

外部振動源

當電子設備安裝在有振動源的環(huán)境中時,如汽車電子設備、航空航天設備中的電路板,機械振動會傳遞到焊點上。6337 焊錫絲形成的焊點在振動過程中,會受到交變的剪切力和拉力。例如,汽車在行駛過程中,發(fā)動機的振動以及路面顛簸產(chǎn)生的振動會傳遞到車載電子設備的電路板上。如果焊點的機械強度不足以抵抗這些振動產(chǎn)生的力,就會在焊點與元器件引腳或焊盤的界面處產(chǎn)生微小裂紋。

內(nèi)部組件運動

一些電子設備內(nèi)部含有可移動的部件,如硬盤驅(qū)動器中的磁頭臂、散熱風扇等。這些部件在運動過程中會產(chǎn)生振動,也會影響到焊點。例如,硬盤驅(qū)動器在讀寫數(shù)據(jù)時,磁頭臂的頻繁擺動會使與之相連的電路板焊點承受振動應力,長期作用下焊點容易疲勞失效。

三、材料因素

焊錫絲本身質(zhì)量問題

如果 6337 焊錫絲在生產(chǎn)過程中混入了雜質(zhì),會影響焊錫的性能。雜質(zhì)可能會改變焊錫的熔點、機械性能等。例如,過多的氧化物雜質(zhì)會使焊錫的流動性變差,在焊接過程中不能很好地填充焊接間隙,導致焊點內(nèi)部存在缺陷,從而降低焊點的抗疲勞能力。

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

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、電路板焊盤的金屬化層)之間的兼容性不好,會影響焊點的結(jié)合強度。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,在受到外力或熱應力作用時,焊點就容易從引腳界面處分離,導致疲勞失效。

四、焊接工藝因素

焊接溫度和時間控制不當

焊接溫度過高或時間過長,會使焊錫過度氧化,同時也可能會損壞被焊接材料的表面性能。例如,過高的溫度會使電路板焊盤上的銅箔氧化加劇,降低焊錫與焊盤的浸潤性,使焊點內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松,抗疲勞性能下降。

相反,焊接溫度過低或時間過短,會導致焊錫不能充分熔化和流動,無法填滿焊接間隙,從而在焊點內(nèi)部留下空洞等缺陷,這些缺陷在受到應力作用時會加速疲勞失效。

助焊劑的影響

助焊劑的質(zhì)量和使用量對焊點質(zhì)量也有很大影響。如果助焊劑在焊接過程中不能有效地去除焊接表面的氧化物,會影響焊錫的浸潤性。而且,如果助焊劑在焊接后殘留過多,可能會在焊點周圍產(chǎn)生化學腐蝕,削弱焊點的性能,增加疲勞失效的風險。

焊錫絲焊點疲勞如何解決?

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

2、對于容易受到循環(huán)應力的6337焊錫絲焊點,應從設計上充分考慮到應力緩解方案。例如,固定好安裝孔、用適當?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、這些問題其實可以通過可靠性試驗來及早發(fā)現(xiàn)或暴露,然后采取針對性的整改措施來應對。具體可參考樹脂焊錫絲的高溫儲存試驗等可靠性試驗方法。


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