焊锡是电子产品制造过程中的一个重要环节,如果焊锡过程中产生较大的应力,就会对电路板的稳定性和可靠性造成不良影响。为了确保电路板焊锡过程中不会产生太大的应力,都会对焊锡进行分板应变测试,来检测焊锡时的应变,提高产品良率,测试焊锡时的应变是非常必要的。
焊锡具有良好的导电性能,保证电路板上面的元器件能够正常工作,并且相互之间传递信号和能量。元器件与元器件之间就会用焊锡工艺使之焊接在一起,实现电路的通断。在焊接时会产生应力,需要确保应力的控制在可接受的范围内。
如下案例是焊锡过程出现应力应变差异过大的情况:
第一次焊锡测试时Zui大应变值达到119με,第二次测试焊锡测试时Zui大应变值达到373με,第三次测试焊锡测试时Zui大应变值达到62με。三次焊锡测试第一、三次数值较为接近,第二次测试与其余两次测试差距较大,在确保测试仪器与应力片贴合没问题后进行复测,复测结果与初次测试数据并无差异。(客户未提供测试范围)
图二 第一次测试曲线
图三第三次测试曲线
图四第四次测试曲线
焊锡过程中产生的应力主要来自于以下几个方面:
1.不均匀的局部加热和冷却:焊接时,焊件的局部被加热到融化状态,形成温度不均匀分布。这导致焊件出现不均匀的膨胀,周围的金属收到压应力,而加热金属则受到拉应力.
2.焊缝金属的收缩:焊缝金属在冷却过程中体积发生收缩,造成变形和应力.
3.焊缝金属的组织变化:焊接时,焊缝金属被加热到熔点,内部组织因比容不同而发生变化,导致体积变化和内部应力产生。
4.焊件的刚性:刚性的限制使焊件在焊接过程中不能自由的膨胀和收缩,从而产生较大的焊接应力。
这些焊接应力可以分为两类,即瞬时应力和残余应力。瞬时应力是在焊接过程中由于温度变化而产生的应力,而残余应力则是在焊件冷却到初始温度后仍然残留的应力。残余应力对焊件的质量有重要的影响,可能影响结构的静载强度、疲劳强度以及焊后机械加工精度。