SAC305焊料在鹽霧測試中有哪些表現(xiàn)？

電子產品需要在各種各樣的環(huán)境中使用，因此對于不同環(huán)境都需要有良好的可靠性。電子產品的可靠性體現(xiàn)在焊點上，可靠性不高的焊點容易因為溫濕度，應力等因素而被削弱，最終導致電子元件的損壞。目前針對焊點可靠性的測試主要有熱循環(huán)測試，等溫老化測試，跌落測試，剪切測試，鹽霧測試等。本文主要介紹SAC305焊點在鹽霧測試中的表現(xiàn)。在鹽霧測試中通常會使用5%NaCl，該濃度的NaCl會對焊點進行持續(xù)的腐蝕。

為了研究SAC305焊料是如何受到5%NaCl腐蝕的，Akoda等人(2023)將SAC305焊料印刷在測試板上，然后將電阻1210與測試板焊接到一起。測試板Cu焊盤的表面處理為ENIG。測試版一分為二，第一部分進行剪切測試，第二部分在鹽霧室中測試焊點的腐蝕情況。

圖1. 測試板外觀。

實驗結果

在鹽霧測試之前，所有電阻的值接近0，約為0.8Ω±0.2。在 25°C條件測試24小時，電阻值仍然接近初始值，且在96小時后幾乎沒有發(fā)生變化。此外，在30℃，35℃、40℃和45℃條件下，電阻在96小時后也是基本沒有變化。 因此，在電氣方面，測試板電阻器不會出現(xiàn)可測量的故障。

從圖2可以看到，在鹽霧測試后，SAC305焊點的剪切強度發(fā)生了明顯變化。焊點剪切強度隨著腐蝕時間的增加而下降，并且剪切強度隨著測試溫度的升高而顯著降低。圖中黃線對應于標準定義的5 kgF的失效準則?？梢园l(fā)現(xiàn)當溫度從25°C 升高到45°C，腐蝕過程中會出現(xiàn)機械故障。

圖2. 鹽霧測試后的電阻剪切力。

在鹽霧測試中，SAC305焊點在25℃下放置72小時后開始出現(xiàn)明顯的腐蝕區(qū)域，且在100小時后腐蝕區(qū)域擴大到了20%以上。焊點在30℃條件下放置60小時開始出現(xiàn)明顯腐蝕，在100小時后腐蝕區(qū)域接近30%。隨著溫度進一步提高到45℃，焊點在24小時后就出現(xiàn)了大量腐蝕，100小時后一半的焊接區(qū)域都受到了腐蝕。

圖3.電阻腐蝕區(qū)域和鹽霧測試溫度的關系。

參考文獻

Akoda, K.E., Guedon-Gracia, A., Deletage, J.Y., Plano, B. & Fremont, H (2023). Dynamics of corrosion on mechanical and electrical reliability of SAC305 solder joints during salt spray test. Microelectronics Reliability, vol.148.