判斷無鉛錫膏的焊接效果需從外觀、性能、可靠性等多維度驗(yàn)證評估方法：

 外觀與結(jié)構(gòu)檢測

 1. 目視檢查（AOI/人工）

 合格標(biāo)準(zhǔn)：

焊點(diǎn)表面光滑、無裂紋，呈光亮銀白色（Sn-Ag-Cu系）或淺灰色（Sn-Bi系），無發(fā)黑氧化。

焊料均勻覆蓋焊盤，焊腳呈彎月形（潤濕角＜90°），無橋連、漏焊、焊料球（直徑＞0.1mm為不良）。

 典型缺陷：

 焊盤邊緣焊料堆積（過焊）、元件偏移（位移超焊盤寬度10%）、焊料空洞（目視可見孔隙）。

 X射線檢測（X-Ray）

 適用場景：BGA、CSP等隱藏焊點(diǎn)，檢測內(nèi)部空洞與焊料分布。

量化指標(biāo)：

 焊點(diǎn)空洞率≤5%（汽車電子需≤3%），且單個空洞直徑＜焊球直徑20%。

焊球與焊盤對位偏差＜焊球直徑15%，無冷焊（焊料未完全熔融的模糊界面）。

 物理性能測試

 焊點(diǎn)強(qiáng)度測試

  拉力/剪切試驗(yàn)：

 用拉力機(jī)對0603元件施加垂直拉力，合格值≥0.8N；QFP引腳剪切力≥1.5N/mm（根據(jù)元件尺寸調(diào)整）。

失效模式應(yīng)為焊料斷裂（韌性斷裂），而非焊盤剝離或元件本體破損。

  熱循環(huán)測試

 條件：-40℃~125℃，30分鐘/循環(huán)，1000次后檢測焊點(diǎn)開裂情況。

判定：Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)裂紋長度＜焊盤邊長10%為合格，Sn-Bi焊點(diǎn)需＜5%（Bi脆性易開裂）。

 電氣與可靠性驗(yàn)證

 導(dǎo)通與絕緣測試

 萬用表/飛針測試：所有焊點(diǎn)導(dǎo)通電阻＜50mΩ，相鄰焊點(diǎn)絕緣電阻＞10^9Ω（500V DC）。

動態(tài)測試：對高頻電路焊點(diǎn)，需用網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測信號衰減（如1GHz下插入損耗＜0.5dB）。

 耐環(huán)境測試

 濕度/溫度偏置（HTOL）：85℃/85%RH環(huán)境下，施加額定電壓1000小時，漏電流增幅＜10%。

鹽霧測試：5% NaCl溶液噴霧24小時，焊點(diǎn)無腐蝕變色，絕緣電阻降幅＜30%。

 微觀結(jié)構(gòu)分析

 切片分析（Cross-Section）

 制樣步驟：取樣→鑲嵌→研磨→拋光→腐蝕（FeCl3溶液）→金相顯微鏡觀察。

關(guān)鍵指標(biāo)：

金屬間化合物（IMC）層厚度：Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)IMC（Cu6Sn5）≤3μm，高溫老化后≤5μm；Sn-Bi焊點(diǎn)IMC（BiSn）≤2μm。

焊料晶粒大?。杭?xì)晶粒（直徑＜20μm）比粗晶粒（＞50μm）的焊點(diǎn)強(qiáng)度高30%。

 能譜分析（EDS）

 目的：檢測焊點(diǎn)成分偏移（如Ag含量是否與錫膏標(biāo)稱值偏差＞±0.2%），以及污染物（Cl、Na等雜質(zhì)含量＜0.01%）。

 工藝過程監(jiān)控

 回流曲線驗(yàn)證

 測溫要求：用K型熱電偶實(shí)測溫度曲線，關(guān)鍵參數(shù)：

預(yù)熱斜率：1 - 2℃/s，峰值溫度需超過錫膏熔點(diǎn)30 - 50℃（如SAC305熔點(diǎn)217℃，峰值245 - 255℃）。

液相線以上時間（TAL）：Sn-Ag-Cu需60 - 90秒，Sn-Bi需30 - 60秒，過短易冷焊，過長易氧化。

 焊后殘留檢測

 離子污染度：用離子色譜儀檢測，免清洗錫膏殘留≤0.01μg/cm2（NaCl等效值），水洗型需≤0.005μg/cm2。

表面絕緣電阻（SIR）：85℃/85%RH條件下測試7天，阻值＞10^8Ω，且變化率＜10%。

 快速驗(yàn)證技巧

 染色滲透測試：將樣品浸入紅色染料（如酚酞酒精溶液），加熱至100℃保持30分鐘，焊點(diǎn)裂紋會被染色，適用于批量初篩。

超聲掃描（SAM）：對多層PCB隱藏焊點(diǎn)，通過超聲波反射判斷內(nèi)部空洞，分辨率可達(dá)5μm。

 可全面評估焊接效果，建議量產(chǎn)前按IPC-A-610G標(biāo)準(zhǔn)（三級品用于高可靠性場景）進(jìn)行全項(xiàng)測試，量產(chǎn)中每批次抽檢5%樣品進(jìn)行外觀+X射線檢測，確保工藝穩(wěn)定性。