无铅焊接分析和工艺技术复习大纲

第三章 电子元器件封装的无铅化技术
3.1 电子元器件的无铅化镀层主要有哪几种？ （P46） 在电子元件无铅化镀层开发中，已有Sn、 Sn-Bi、Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn等易熔性 金属，作为替代无铅镀层被逐渐应用。
第三章 电子元器件封装的无铅化技术
3.2 电子元件外部端子的无铅化应该满足哪些要求？（P46）
第八章 焊点可靠性试验与失效分析技术
8.1 什么叫做可靠性试验？（P200）
从广义上来说，凡是为了了解、评价、 分析和提高产品可靠性水平而进行的试验， 都可叫做可靠性试验。
第八章 焊点可靠性试验与失效分析技术
8.2 可靠性工程中所说的应力是如何定义的？ (P200) 可靠性工程中所说的应力不是物理学 上的 机械应力，而是泛指驱动或阻碍产 品完成功能的动力和加在产品上的环境条 件(如温度、湿度、电压、振动等)，是产 品退化的诱因。
第一章 无铅焊接概况
1.4 对无铅焊料合金的要求，要求其哪些方面的性 能与传统的Sn/Pb合金相接近？物理性能和化学 性能分别有哪几方面？(P11) ★★ 要求无铅焊料合金的熔点、物理性能、化学性 能、冶金性能、机械强度及可制造性等各方面尽 量与传统的Sn/Pb共晶合金相接近。 物理特性，如导电性、导热性、润湿性、表面 张力等；化学性能，如耐腐蚀、抗氧化性好，不 易产生电迁移等。
第一章 无铅焊接概况
1.6 无铅工艺对PCB的要求有哪些？（P20）
(1)无铅工艺要求较高的玻璃化转变温度Tg (2)要求低热膨胀系数(CTE) (3)高耐热性 (4)高PCB分解温度Td(340℃) (5)PCB吸水率小 (6)低成本
第二章 无铅焊接界面特性和评价
2.1 什么是迁移？其生长过程分为? （P35）
第八章 焊点可靠性试验与失效分析技术
8.3 对于焊点的可靠性工作，建议考虑采用怎样的工 作思路？（P201）
●收集产品历史经验与现场使用的可靠性数据； ●分析建立主要的失效模式及其分布； ●通过失效分析方法寻找产品失效的机理； ●对新产品、新工艺进行可靠性设计，并用可靠性试验验证其设计； ●通过加速试验获得新设计焊点的寿命特征； ●建立加速试验数据或特征寿命和实际使用寿命之间的对应关系，得到评 价数学模型； ●利用数学模型描述产品寿命的变化规律； ●用加速试验方法进行产品的可靠性和寿命认证与评估； ●基于失效机理与数学模型，通过软件仿真在设计阶段预测产品的寿命： ●定期进行可靠性试验，确保产品和工艺的一致性与稳定性； ●进行现场使用的维护，收集可靠的现场使用数据，为下一步改进做准备。
第四章 运用焊接理论正确设置再流焊 温度曲线
4.3 什么是润湿性？润湿与表面张力的关系？（P81）
润湿是液体在固体表面漫流的力，表面张力是 液体在固体表面缩小的力，表面张力与润湿力的 方向相反，因此表面张力不利于润湿。 熔融焊料在金属表面也有自动缩成最小的表面 张力观象。因此熔融焊料在金属表面润湿的程度 与液态焊料的表面张力有关。
第四章 运用焊接理论正确设置再流焊 温度曲线
4.1 钎焊的过程包括哪几个阶段？（P77） ★★ 焊接过程都要经过对焊件界面的表面 清洁、加热、润湿、扩散和溶解、冷却凝 固几个阶段。
第四章 运用焊接理论正确设置再流焊 温度曲线
4.2 助焊剂与母材之间的反应包含哪几步？ （P78） (1)松香去除氧化膜 (2)活性剂去除氧化膜 (3)母材被腐蚀 (4)助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应
第七章 无铅焊接的可靠性
7.3 故障树分析FTA的英文全称是什么？ （P155） Fault Tree Analysis
第七章 无铅焊接的可靠性
7.4 可靠性的试验方法与评价基准，常用的 有哪些？(P156) 可靠性的试验方法与评价基准，世界各 国都设立了许多标准，常用的有IEC、ISO、 MIL、JIS、JEDEDC、IPC等。
第七章 无铅焊接的可靠性
7.9 简易的离子迁移试验方法有几种（P185）
简易的离子迁移试验方法有去离子水 滴落法(WD)、稀薄电解液浸渍法、滤纸 给水法等数种
第七章生不仅是一种单纯性的不良， 同时和哪些扩散有密切的关系？（P187） 电迁移的发生不仅是一种单纯性的不良， 必然同热活性扩散、温度适应性扩散、应 力场活性扩散等有着密切的关系。
迁移是金属材料在环境下的化学反应 形成的表面侵蚀现象，其生长过程分为① 阳极溶解反应，②离子移动，③阴极还原 反应。
第二章 无铅焊接界面特性和评价
2.2 对于当代新型电子产品／电子组装的焊 接强度评价，要充分考虑哪几点？ （P43） ★★
①焊端尺寸的日益缩小对界面化合物层的影 响。 ②对焊点针孔(Void)的评价。 ③元件表面处理的影响。
第四章 运用焊接理论正确设置再流焊 温度曲线
4.5 常见的回温曲线主要分为哪5个区域（P94） ★★ 升温区、预热区、助焊剂浸润区、回流区(液 相区)和冷却区
第四章 运用焊接理论正确设置再流焊 温度曲线
4.6 影响钎缝(金属间结合层)质量与厚度的因 素有哪些？（P95） ★★ ①焊料的合金成分 ②合金表面的氧化程度 ③助焊剂的质量和选择 ④焊件表面的氧化程度 ⑤ 焊接温度和时间
第一章 无铅焊接概况
1.5 目前使用最多的无铅焊料合金各金属的比 例是多少？金属含量与阻焊剂的质量比和 体积比是多少？其熔点是多少？最常用的 有铅焊料合金金属比例是多少？其熔点是 多少？（P16） ★★ Sn96.5Ag3.0Cu0.5（IPC推荐），质量 比约为9:1，体积比约为1:1，熔点217℃， 最常见的有铅焊料Sn63Pb37，熔点183℃
第八章 焊点可靠性试验与失效分析技术
8.4 焊点主要的两种失效模式是？(P203) ★★ ①疲劳断裂开路失效 ②腐蚀失效
第八章 焊点可靠性试验与失效分析技术
8.5 主要的可靠性方法有哪几种？（P206） ★★
① 热疲劳试验方法---温度循环； ②振动试验； ③跌落试验； ④高温储存试验； ⑤湿热试验； ⑥电迁移试验； ⑦高加速寿命试验和高加速应力筛选
第四章 运用焊接理论正确设置再流焊 温度曲线
4.4 如何获得理想的界面组织？（P87）
①钎料成分和母材的互溶程度好； ②恰当的温度和时间； ③液态焊料与母材表面清洁，无氧化层和其他污染 物； ④表面活性物质(助焊剂)的影响； ⑤环境气氛，如氮气保护焊接； ⑥能够保持一个平坦的反应层界面，如膨胀系数小 的PCB材料及平稳的PCB传输系统。
第一章 无铅焊接概况
1.2 从哪些方面看，无铅化势在必行？（P3）
①环保 ②立法 ③市场竞争
第一章 无铅焊接概况
1.3 什么是ROHS指令、WEEE指令？其全称及中文 解释是什么？ROHS指令的豁免条件？欧盟颁布 ROHS指令的目的？企业建立和实施ROHS符合性 策略的方法？（P3） ★★
ROHS指令是欧盟议会于2002年颁发的2002/95/EC号决议关于《限制在电气电子设备中使用某些 有害物质》(The Restriction 0f the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment)指令的简称 WEEE指令是欧盟议会于2002年颁发的2002/96/EC号决议关于《电气和电子产品废弃物》 (Waste Electrical and Electronic Equipment)指令的简称 目的：一是设立技术壁垒，提高产品准入门槛；二是加强环境保护，确保可持续发展。 豁免条件：在技术和科学上，通过改变设计方案，无法把这些有害物质去掉或者用其他物质取代； 替代品会给环境、健康或者用户的安全带来的不良影响，已经超过了去掉有害物质所带来的好处；在 目前工业或是商业的产品销售范围中，可行的替代品并不存在。 企业建立和实施ROHS符合性策略的方法：P6
第五章 无铅焊接的特点、应对措施及 如何建立符合ROHS的无铅生产线
5.2 无铅波峰焊预防和控制哪几种金属的污 染？（P120） ★★ Pb污染、Cu污染、Fe污染
第六章 无铅工艺实施
6.1 无铅焊膏的检测评估与认证内容有哪些？（P132） ★★ ①锡粉粒径及形状 ②助焊剂含有量 ③ 黏度测试 ④黏着指数测试 ⑤印刷性测试 ⑥铬酸银试验 ⑦铜镜试验、铜板腐蚀试验 ⑧卤素含有量试验 ⑨锡球测试 ⑩坍塌试验 润湿性试验
第七章 无铅焊接的可靠性
7.7 金属间化合物的英文简称是？金属间化 合物的生长会使接点强度发生劣化，主要 的原因是？（P169）
金属间化合物的英文简称是IMC 主要原因：①多数金属间化合物呈脆性；② 形成针孔
第七章 无铅焊接的可靠性
7.8 从故障形态分析，因湿度造成的故障有 哪几项？（P180） ①短路； ②有机材料的吸湿引起膨胀； ③因吸湿发生腐蚀和氧化； ④离子迁移。
第七章 无铅焊接的可靠性
7.1 影响产品可靠性的因素有哪几个？（P152） ★★
产品的可靠性使用寿命，除了与本身的可 靠性设计有关外，使用的温度条件、使用的 次数／频率对寿命也会产生直接的影响。
第七章 无铅焊接的可靠性
7.2 故障模式来说常用浴盆 曲线来表示，其可靠性对 策是？(P154) 这些故障模式的可靠性对 策，可采用以下的方法： 初始故障：初始设计与工程 管理、筛选、老化试验。 偶发故障：可靠度的设计。 磨损故障：各种耐久性试验、 寿命设计
第七章 无铅焊接的可靠性
7.5 在无铅焊接作业过程中，铅的混入有什 么影响？（P164） 在无铅焊接作业过程中，铅的混入 会对连接可靠性产生一定的影响，除了会 产生剥离外，对接点的热疲劳、扩散等也 有直接因素。
第七章 无铅焊接的可靠性
7.6 由扩散造成的劣化中，对应铅污染引起可靠性下降的对策有哪些？ （P167） 组装工艺最好要进入完全无铅化，即元件电极的无铅化，设定 有效的焊料槽污染管理措施等。详细的说明有以下几点： ①要建立焊料第三相分散情况的相关报告制度。 ②选择热膨胀差小的电子元器件，电路板的热膨胀系数最好接近所 用的无铅焊料，另外电子元器件的应变要小。 ③不能使Bi与Pb共存，Bi的含量不可过多。 ④使用的温度范围最好限定在100℃以下(整机产品) ⑤对于扩散促进引起的劣化，目前还没有好的对策，有待今后作进 一步的原理分析。
无铅焊接分析与工艺技术
复习大纲
第一章 无铅焊接概况
1.1铅对人类的危害（P1） ★★ 铅是重金属，在生物系中属于存储型金 属，对植物、动物和人类生活环境造成危 害。 铅会污染地下水，它通过饮用水、食物、 灰尘等途径进入人体后与血液中的蛋白质 牢固结合，对人体造血系统、消化系统、 神经系统、生殖系统、肝、肾、内分泌、 免疫功能都有危害。
①必须是无毒性的，适合于环保要求的材料。 ②作为替代使用的材料，其地球资源应该是富裕的，成本是 便宜的。 ③材料组成的合金组合比率是固定的，并且与所有的无铅焊 料焊接后能得到合格的可靠性。 ④电镀后形成的镀层，针对温度、湿度具有良好的抗氧化性。 ⑤镀层的质量是稳定的，不必担心锡须或迁移的发生。 ⑥电镀液管理与废水处理不会形成新的污染。 ⑦电镀液品质稳定，可实行快速电镀。 ⑧对应片状元件可实行滚镀法。 ⑨属于中性区域内的电镀，对被镀元件不会造成特性的劣化。
第四章 运用焊接理论正确设置再流焊 温度曲线
4.7 典型的温度曲线有哪三种类型？（P103） ★★ (1)适用于简单产品的三角形温度曲线 (2)推荐的升温一保温一峰值温度曲线 (3)低峰值温度曲线
第五章 无铅焊接的特点、应对措施及 如何建立符合ROHS的无铅生产线
5.1 无铅焊接对再流焊设备的要求有哪些？（P117） ★★ ①要求耐350℃以上高温，抗腐蚀。 ②设备横向温度均匀，横向温差<±2℃，必要时对导轨加 热或采用特殊材料的导轨。 ③升温、预热区长度要加长，满足缓慢升温的要求。 ④要求有两个回流加热区或提高加热效率。 ⑤增加冷却装置，使焊点快速降温。 ⑥对于大尺寸的PCB需要增加中间支撑。 ⑦增加助焊剂回收装置，减少对设备和环境的污染。 ⑧充N2有利于提高焊点的浸润性。