当前位置：文档库 › 可焊性、焊接能力和焊点可靠性之评估和测试

可焊性、焊接能力和焊点可靠性之评估和测试

（汕头超声印制板公司广东汕头 515065）马学辉

摘要：本文主要在于明确可焊性、焊接能力和焊点可靠性三者之间的联系和区别，指出对它们进行评估和测试时其各自关注的主要特性和常见的评估和测试方法，同时简单介绍影响它们的关键因素。

关键词：可焊性、焊接能力、焊点可靠性

The Evaluation and Test of Solderability, Soldering ability

and Solder Joints Reliability

Ma Xuehui

Abstract: The objective of the article is to clearly describe the relation and difference among solderability, soldering ability and solder joints reliability and point out the corresponding characteristics when evaluating and testing these items. Usual evaluating and testing methods are briefly introduced and the critical factors to the items are also briefly discussed.

Key words: solderability, soldering ability, solder joints reliability

1 前言

可焊性和可靠性是电子组装行业经常提到的名词。焊接能力则很少有人提起，有人往往会把它跟可焊性混淆起来，因此有必要把它跟可靠性一并提出来。其实三者是既有联系，又有区别的。它们分别关注不同的特性，对评估目标是各不相同的，但是却有内在联系。在讨论可焊性、焊接能力和焊点可靠性之前，有必要首先简单了解一下锡钎焊接的过程。

2 锡钎焊接的过程

借助熔化的填充金属(焊料)来连接金属零件的焊接方式称为“钎焊”。焊料熔点温度高于450℃的钎焊称为硬钎焊，常用的焊料有银基焊料和铜基焊料；低于450℃则称为软钎焊，常用的有锡基焊料和铅基焊料。电子装配中通常使用的是锡基焊料的软钎焊，称为锡钎焊。

电子装配过程中，使元器件与基板（即PCB板）连接起来的锡钎焊接工艺，是利用熔融的填充金属（含锡焊料）使接合处表面润湿并分别在两种金属零件之间形成冶金的键合。表面润湿是锡钎焊接的基础。焊料的润湿过程包括以下三个方面。

1）首先是助焊剂有效地破坏氧化膜或保护层，液体焊料在基底金属上面扩展开来。

2）基底金属溶解进入液体焊料。

3）基底金属与液体焊料进行化学反应形成共价键的金属间化合物层(IMC)。

在基地金属上液态焊料的润湿，在各种材料界面张力的作用下，最终将会达到一种平衡稳定状态。可以看出，这个过程包含有物理的和化学的过程，熔融焊料就像是“胶水”一样，使元器件的端子或引脚与PCB上的焊盘或焊垫接合并填充形成焊点。这是焊接的基本原理，指的是参与“连接”的材料，包括焊料（含助焊剂）、元器件的端子和PCB的焊盘通过物理和化学的作用形成焊点的过程。焊接的过程，除此之外，还必须包括：加热、时间和温度等的设定。可焊性和焊接能力可以说是对焊接在不同方面的要求和评价，焊点的可靠性则是焊接后焊点方面的结果和评价。

3 可焊性的评估和测试

可焊性一般指金属表面被熔融焊料润湿的能力，润湿的过程如上所述，在电子行业中，可焊性评估的目的是验证元器件引脚或焊端的可焊性是否满足规定的要求和判断存储对元器件焊接到单板上的能力是否产生了不良影响，可焊性测试主要是测试镀层可润湿能力的稳健性（robustness）。可焊性测试通常用于判断元器件和PCB在组装前的可焊性是否满足要求。

焊料润湿性能的试验方法有很多种，包括静滴法(Sessile drop)、润湿称量法(Wetting balance也称润湿平衡法)、浸锡法等。图1为静滴法的示意图，该法是将液体滴落在洁净光滑的试样表面上，待达到平衡稳定状态后，拍照放大，直接测出润湿角θ，并可通过θ角计算相应的液—固界面张力。该法中接触角θ可用于表征润湿合格与否，θ≤90°，称为润湿，θ>90°，称为不润湿，θ=0°，称为完全润湿，θ=180°，为完全不润湿。

时间以及浮力进行修正后的润湿力。

以上两种方法为定量的方法，浸锡法则是定性的方法，是将试样浸入熔融焊料炉，观察焊料在镀层上的爬锡情况，凭经验定性评估镀层对焊料润湿情况，从而得出可焊性结论。这种方法具有快捷、方便和费用少等特点，但是它的重复性和再现性Gauge R&R差，两个人在不同时间进行同一测试可能会得出不同的结论。

可焊性的测试方法，代表性的标准为“IPC/EIA J-STD-003B印制板可焊性试验”和“IPC/EIA/JEDEC J-STD-002C元件引线、焊接端头、接线片及导线的可焊性测试”。润湿称量法由于其具有良好的重复性和再现性，受到多个标准的推荐使用。

影响可焊性的因素很多，主要有：焊料的合金组成、表面镀层（或者表面处理）、温度、助焊剂和时间等。目前用于电子装配的焊料合金，主要以锡添加其它金属组成，添加的金属类型和量的比例，对润湿性能有很大影响。镀层对润湿性能的影响，主要表现为两个方面：镀层的类型和镀层的老化。不同的镀层类型，其可焊性不同，另外，随着镀层由于存储时间的延长或其它原因造成老化时，其可焊性越来越差，但是不同类型的镀层老化对其可焊性的影响各不相同。温度对润湿性能也有很大影响，通常温度越高润湿性能越好。焊剂的活性越高，越能破坏镀层表面的氧化膜，越有助于提高润湿性能。时间的长短对于金属间化合物层结构的形成会造成影响。作为测量的标准并且确保测量的重复性和再现性，这些因素在试验前必须得到明确的规定。

4 焊接能力的评估和测试

焊接能力用于评价在特定的工艺条件下，助焊剂和焊料一起确保元器件焊接到PCB上的能力，与可焊性不能混为一谈。焊接能力涉及的是实际生产条件中，应用的工艺条件、材料包括助焊剂和焊料、元器件、PCB甚至包括设备、以及设计等这样一个组合。换句话说，焊接能力的良好与否，是工艺、材料、设备和设计等搭配的结果，不单单是镀层润湿能力是否良好所决定的。一个因素中的问题，可能通过调整另一个因素来获得优化。经过测试具有良好可焊性的PCB和元器件，如果工艺条件等不能配合，焊接同样会出问题，说明焊接能力太差。

由于焊接能力涉及如此之多的因素，因此目前并没有测试标准，这是因为，业界存在太多的工艺、设备和材料的组合，标准根本无法罗列清楚，因此标准的制定变得不现实。因此焊接能力的评估和测试并不是通过试验决定，而是通过对实际的焊接后的产品来进行的。可用的措施，如外观的检查，通过利用X光进行的检查、各种功能的测试如，ICT测试等。目前还没有完整的评价体系。

5 焊点可靠性的评估和测试

焊点可靠性指的是，焊点在规定的时间和规定的条件下，完成规定的功能而没有失效的可能性，用公式表示为R(t)=1-F(t)，F(t)为“累计失效概率函数”，它是一个焊点寿命的理论分布模型。R(t)就是一个焊点经试验后而没有发生故障的百分比。焊点的可靠性是电子产品可靠性中的一个方面，且是一个关键的也是最容易引起产品失效的因素。

焊点可靠性是通过可靠性试验来获得的，通常是通过对少量的样本进行可靠性试验，然后对获得的数据进行统计分析得出关于寿命分布的函数，从而得出其可靠性。如果按照产品正常运行时的环境和条件进行试验的话，将会经历很长的时间，因此，可靠性试验往往利用加速试验的方法，即采用比产品正常运行情况下更严酷的条件，如提高温度或湿度，加快物理化学失效退化过程，以尽快获得数据。这就要求在计算时必须把加速模型中的失效概率、可靠性函数、失效率和平均失效时间等从加速试验条件转换到产品正常的运行条件。

尽管采用了加速试验的方法，但仍然有可能需要很长的试验时间，因此对于产品可靠性是否可以接受，客户往往要求供应商通过“可靠性认证试验”来决定。客户预先规定试验的时间、条件和方法，只要产品在规定的条件和方法下试验时间达到规定的时间后没有发生失效，即算是通过“可靠性认证”。

如果在规定的试验时间前发生任何失效，试验通常停止，然后进行失效分析，找到失效的原因。产品进行改进后再一次进行认证试验直至试验无故障时间一次性达到规定的时间为止。因此，与可靠性试验不同，认证试验的目的是“通过”或“不通过”。认证试验的样本数量通常小于可靠性试验的样本数量。

焊点可靠性试验的项目很多，包括了在热、机械、冲击和振动、电迁移和腐蚀等条件下进行的试验，常见的有温度循环试验、高低温存储试验、高压试验、潮湿敏感试验，跌落实验、振动试验、电迁移试验、腐蚀性试验等等。

焊点可靠性是一个非常复杂的问题。决定焊点可靠性的因素很多，但是基本上认为焊点的微观结构是决定焊点可靠性的一项重大因素，关键的微观结构就是在焊接过程中形成的金属间化合物层，或者说界面反应层。因此研究界面反应层生长和反应机理，将会更好的理解焊点可靠性在实验中的表现。另外，焊点的形态和焊料合金的蠕变也被认为跟焊点的可靠性有很大影响。焊点的微观结构和外形的形成跟可焊性有密切的关系，其最终形成则主要由焊接的工艺和材料所决定。也就是说，焊点的可靠性与可焊性和焊接能力密切相关，通过选择正确的工艺和材料，将会获得更高的焊点可靠性。

6 联系和区别

显而易见，良好的可焊性是确保具有高焊接能力和高可靠度的基础。没有好的可焊性，焊接过程往往会出现问题，因此无法保证焊接能力的提高，形成高可靠性焊点的机会将大大降低。可焊性差的待焊部位仍可能形成焊点，甚至通过最终的功能测试，但在应力、热或振动的作用下，焊点失效的可能性将大大提高。

另外，必须明确对三者的评估特性和目标是不一样的。有些人把可焊性和焊接能力混淆在一起。以为焊接一出现问题，必然是可焊性的问题。其实，可焊性是在实验室中按照标准的条件进行的测试和评估，它评价了特定的熔融焊料对试验的PCB或元器件的润湿能力的大小，主要是测试镀层可润湿能力的稳健性，并不是在模拟实际生产。实际生产的可焊接性能应该通过焊接能力来进行评估，它是工艺和材料（包括焊料、助焊剂、元器件、PCB等）甚至是设备和设计所搭配整合的结果，焊接能力的提高必须通过对这些因素的优化组合，当然，可焊性是基础。焊点的可靠性是由焊接结果的评估和测量所决定，它由试验结果数据统计得出，它跟可焊性和焊接能力密切相关。可以说，可焊性和焊接能力是对焊接在不同方面的要求和评价，焊点的可靠性则是焊接后焊点方面的结果和评价。当前，由于法律和环境考虑的要求，电子产品正在经历无铅化的过程，焊料正从铅锡合金转向无铅合金，其它各种材料和焊接工艺也正在改变之中，因此在对可焊性、焊接能力和焊点可靠性进行评估和测试时，必须考虑到标准和方法的改变。

参考文献

【1】Graham Naisbit 无铅合金的可焊性测试 EM asia china网电子杂志 2006年9月

【2】John H. Lau Agilent Technologies, Inc. 无铅焊点的可靠性及其验证试验EM asia china网电子杂志 2006年9月

【3】[日]菅沼克昭著宁晓山译无铅焊接技术科学出版社 (2004年)

【4】李宁成博士再流焊接工艺及缺陷侦断拓普达资讯传播有限公司出版（2004年）

焊点可靠性之焊点寿命预测

— 1 — 焊点可靠性之焊点寿命预测在产品设计阶段对SMT 焊点的可能服役期限进行预测，是各大电子产品公司为保证电子整机的可靠性所必须进行的工作，为此提出了多种焊点寿命预测模型。 (1) 基于Manson-Coffin 方程的寿命预测模型 M-C 方程是用于预测金属材料低周疲劳失效寿命的经典经验方程[9]。其基本形式如下： C N p f =ε?β (1-1) 式中 N f — 失效循环数； ?εp — 循环塑性应变范围； β, C — 经验常数。 IBM 的Norris 和Landzberg 最早提出了用于软钎焊焊点热疲劳寿命预测的M-C 方程修正形式[2]： )/exp()(max /1kT Q Cf N n p m f -ε?= (1-2) 式中 C, m, n — 材料常数； Q — 激活能； f — 循环频率； k — Boltzmann 常数； T max — 温度循环的最高温度。 Bell 实验室的Engelmaier 针对LCCC 封装SMT 焊点的热疲劳寿命预测对M-C 方程进行了修正[10]： c f f N /1'221???? ??εγ?= (1-3) )1ln(1074.1106442.024f T c s +?+?--=-- (1-4) 式中 ?γ — 循环剪切应变范围； f 'ε— 疲劳韧性系数，2f 'ε=0.65； c — 疲劳韧性指数； T s — 温度循环的平均温度。采用M-C 型疲劳寿命预测方程，关键在于循环塑性应变范围的确定。主要有两种方法：一种是解析法[10,11]，通过对焊点结构的力学解析分析计算出焊点在热循环过程中承受的循环应变范围，如Engelmaier 给出[10]：

金属材料焊接性知识要点(最新整理)

金属材料焊接性知识要点 1. 金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2. 工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3. 使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4. 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5. 评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6. 实验方法应满足的原则：1可比性 2针对性 3再现性 4经济性 7. 常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。（2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。（3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。（4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。 4、为什么可以用热影响区最高硬度来评价钢铁材料的焊接冷裂纹敏感性？焊接工艺条件对热影响区最高硬度有什么影响？答：因为（1）.冷裂纹主要产生在热影响区；（2）其直接评定的是冷裂纹产生三要素中最重要的，接头淬硬组织，所以可以近似用来评价冷裂纹。一般来说，焊接接头包括热影响区，它的硬度值相对于母材硬度值越高，证明焊接接头的

芯片可靠性测试d

芯片可靠性检测 2011-08-08 11:00 电子元器件可靠度评估分析可靠性评估分析的意义可靠性（Reliability）则是对产品耐久力的测量, 我们主要典型的IC产品的生命周期可以用一条浴缸曲线（Bathtub Curve）来表示。如上图示意,集成电路得失效原因大致分为三个阶段: Region (I) 被称为早夭期（Infancy period）, 这个阶段产品的失效率快速下降，造成失效的原因在于IC设计和生产过程中的缺陷； Region (II) 被称为使用期（Useful life period）, 这个阶段产品的失效率保持稳定，失效的原因往往是随机的，比如温度变化等等； Region (III) 被称为磨耗期（Wear-Out period）这个阶段产品的失效率会快速升高，失效的原因就是产品的长期使用所造成的老化等。 ·军工级器件老化筛选 ·元器件寿命试验 ·ESD等级、Latch_up测试评价 ·高低温性能分析试验 ·集成电路微缺陷分析 ·封装缺陷无损检测及分析 ·电迁移、热载流子评价分析根据试验等级分为如下几类: 一、使用寿命测试项目（Life test items）：EFR, OLT (HTOL), LTOL ①EFR:早期失效等级测试（ Early fail Rate Test ）目的: 评估工艺的稳定性，加速缺陷失效率，去除由于天生原因失效的产品。测试条件: 在特定时间内动态提升温度和电压对产品进行测试失效机制：材料或工艺的缺陷，包括诸如氧化层缺陷，金属刻镀，离子玷污等由于生产造成的失效。参考标准： JESD22-A108-A EIAJED- 4701-D101 ②HTOL/ LTOL：高/低温操作生命期试验（High/ Low Temperature Operating Life ）目的: 评估器件在超热和超电压情况下一段时间的耐久力测试条件: 125℃，1.1VCC, 动态测试失效机制：电子迁移，氧化层破裂，相互扩散，不稳定性，离子玷污等参考数据：

计算机系统的焊点可靠性试验(doc 5页)

焊点可靠性试验的计算机模拟本文介绍，与实际的温度循环试验相比，计算机模拟提供速度与成本节约。在微电子工业中，一个封装的可靠性一般是通过其焊点的完整性来评估的。锡铅共晶与近共晶焊锡合金是在电子封装中最常用的接合材料，提供电气与温度的互联，以及机械的支持。由于元件内部散热和环境温度的变化而产生的温度波动，加上焊锡与封装材料之间热膨胀系统(CTE)的不匹配，造成焊接点的热机疲劳。不断的损坏最终导致元件的失效。在工业中，决定失效循环次数的标准方法是在一个温室内进行高度加速的应力试验。温度循环过程是昂贵和费时的，但是计算机模拟是这些问题的很好的替代方案。模拟可能对新的封装设计甚至更为有利，因为原型试验载体的制造成本非常高。本文的目的是要显示，通过在一个商业有限单元(finite element)代码中使用一种新的插入式专门用途的材料子程序，试验可以在计算机屏幕上模拟。建模与试验宁可通过计算程序试验来决定焊点可靠性的其中一个理由是缺乏已验证的专用材料模型和软件包。例如，市场上现有的所有主要的商业有限单元分析代码都对应力分析有效，但是都缺乏对焊点以统一的方式进行循环失效分析的能力。该过程要求一个基于损伤机制理论的专门材料模型和在实际焊点水平上的验证。可以肯定的是，所有主要的有限单元分析代码都允许用户实施其自己的用户定义的插入式材料子程序。直到现在，还不可能测量疲劳试验期间在焊点内的应力场，这对确认材料模型是必须的。在Buffalo大学的电子封装实验室(UB-EPL)开发的一个Moiré 干涉测量系统允许在疲劳试验到失效期间的应力场测试。基于热力学原理的疲劳寿命预测模型也已经在UB-EPL开发出来，并用于实际的BGA封装可靠性试验的计算机模拟。在焊点内的损伤，相当于在循环热机负载下材料的退化，用一个热力学构架来量化。损伤，作为一个内部状态变量，结合一个基于懦变的构造模型，用于描述焊点的反映。该模型通过其用户定义的子程序实施到一个商业有限单元包中。预测焊点的可靠性焊接点的疲劳寿命预测对电子封装的可靠性评估是关键的。在微电子工业中预测失效循环次数的标准方法是基于使用通过试验得出的经验关系式。如果

IC产品的质量与可靠性测试

IC产品的质量与可靠性测试 (IC Quality & Reliability Test ) 质量（Quality）和可靠性（Reliability）在一定程度上可以说是IC产品的生命。质量（Quality）就是产品性能的测量，它回答了一个产品是否合乎规格（SPEC）的要求，是否符合各项性能指标的问题；可靠性（Reliability）则是对产品耐久力的测量，它回答了一个产品生命周期有多长，简单说，它能用多久的问题。所以说质量（Quality）解决的是现阶段的问题，可靠性（Reliability）解决的是一段时间以后的问题。知道了两者的区别，我们发现，Quality的问题解决方法往往比较直接，设计和制造单位在产品生产出来后，通过简单的测试，就可以知道产品的性能是否达到SPEC 的要求，这种测试在IC的设计和制造单位就可以进行。相对而言，Reliability的问题似乎就变的十分棘手，这个产品能用多久，谁会能保证今天产品能用，明天就一定能用？为了解决这个问题，人们制定了各种各样的标准，如: JESD22-A108-A、EIAJED- 4701-D101，注：JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）电子设备工程联合委员会,，著名国际电子行业标准化组织之一；EIAJED：日本电子工业协会，著名国际电子行业标准化组织之一。在介绍一些目前较为流行的Reliability的测试方法之前，我们先来认识一下IC产品的生命周期。典型的IC产品的生命周期可以用一条浴缸曲线（Bathtub Curve）来表示。 ⅠⅡⅢ Region (I) 被称为早夭期（Infancy period）这个阶段产品的failure rate 快速下降，造成失效的原因在于IC设计和生产过程中的缺陷； Region (II) 被称为使用期（Useful life period）在这个阶段产品的failure rate保持稳

可靠性试验相关标准清单

可靠性试验相关标准 GB/T 3187-1994 可靠性、维修性术语 GB/T 4888-1985 故障树名词术语和符号 GB/T 5329-1985 试验筛选与筛分试验术语 GB/T 7289-1987 可靠性、维修性与有效性预计报告编写指南 GB/T 7826-1987 系统可靠性分析技术失效模式和效应分析（FMEA）程序 GB/T 7827-1987 系统可靠性分析技术可靠性预计程序 GB/T 7828-1987 系统可靠性分析技术可靠性设计评审 GB/T 7829-1987 系统可靠性分析技术故障树分析程序 GB/T 9586-1988 荧光数码显示管加速寿命试验方法 GB/T 15174-1994 可靠性增长大纲 GB/T 10593.1-1989 电工电子产品环境参数测量方法振动 GB/T 10593.2-1990 电工电子产品环境参数测量方法盐雾 GB/T 10593.3-1990 电工电子产品环境参数测量方法振动数据处理和归纳 GB/T 2423.1-1989 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法 GB/T 2423.2-1989 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法 GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法 GB/T 2423.4-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法 GB/T 2423.5-1995 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Ea和导则：冲击 GB/T 2423.6-1995 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Eb和导则：碰撞 GB/T 2423.7-1995 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Ec和导则：倾跌与翻倒（主要用于设备型样品） GB/T 2423.8-1995 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Ed：自由跌落 GB/T 2423.9-1995 电工电子产品基本环境试验规程试验Cb：设备用恒定湿热试验方法 GB/T 2423.10-1997 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Fc和导则：振动(正弦) GB/T 2423.11-1997 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Fd：宽频带随机振动一般要求 GB/T 2423.12-1997 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Fda：宽频带随机振动高再现性 GB/T 2423.13-1997 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Fdb：宽频带随机振动中再现性 GB/T 2423.14-1997 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Fdc：宽频带随机振动低再现性 GB/T 2423.15-1995 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Ga和导则：稳态加速度 GB/T 2423.16-1999 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验J和导则：长霉试验方法 GB/T 2423.17-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法 GB/T 2423.18-2000 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液） GB/T 2423.19-1981 电工电子产品基本环境试验规程试验Kc：接触点和连接件的二氧化硫试验方法 GB/T 2423.20-1981 电工电子产品基本环境试验规程试验Kd：接触点和连接件的硫化氢试验方法 GB/T 2423.21-1981 电工电子产品基本环境试验规程试验M：低气压试验方法 GB/T 2423.22-1987 电工电子产品基本环境试验规程试验N：温度变化试验方法 GB/T 2423.23-1995 电工电子产品基本环境试验试验Q：密封 GB/T 2423.24-1995 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验Sa：模拟地面上的太阳辐射 GB/T 2423.25-1992 电工电子产品基本环境试验规程试验Z/AM：低温/低气压综合试验 GB/T 2423.26-1992 电工电子产品基本环境试验规程试验Z/BM：高温/低气压综合试验 GB/T 2423.27-1981 电工电子产品基本环境试验规程试验Z/AMD：低温/低气压/湿热综合试验方法 GB/T 2423.28-1982 电工电子产品基本环境试验规程试验T：锡焊试验方法 GB/T 2423.29-1999 电工电子产品基本环境试验第2部分试验方法试验U：引出端及整体安装强度

金属焊接性与焊接结构设计

金属焊接性与焊接结构设计专业_________班级_______学号_______姓名___________ 10-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．金属的焊接性不是一成不变的。同一种金属材料，采用不同的焊接方法及焊接材料，其焊接性可能有很大差别。（O）2．焊接中碳钢时，常采用预热工艺。预热对减小焊接应力十分有效。同时，预热也可防止在接头上产生淬硬组织。（O）3．根据等强度原则，手工电弧焊焊接400MPa级的15MnV钢，需使用结426和结427（或结422、结423）焊条。（×） 10-2 选择题 1．不同金属材料的焊接性是不同的。下列铁碳合金中，焊接性最好的是（D）。 A．灰口铸铁；B．可锻铸铁；C．球墨铸铁； D．低碳钢；E．中碳钢；F．高碳钢。 2．焊接梁结构，焊缝位置如图10-l所示，结构材料为16Mn钢，单件生产。上、下翼板的拼接焊缝A应用（B）方法和（E）焊接材料；翼板和腹板的四条长焊缝B 宜采用（A）方法焊接，使用的焊接材料为（H）；筋板焊缝C应采用（A）方法焊接，焊接材料为（E）。 A．埋弧自动焊；B．手工电弧焊；C．氩弧焊；D．电渣焊；E．结507； F．结422；G．结427；H．H08MnA和焊剂431；I．H08MnSiA； J．H08A和焊剂130。图10-1 10-3 填空题

1．图10-2所示为汽车传动轴，由锻件45钢和钢管Q235钢焊接而成。大批量生产时，合适的焊接方法为（CO 气体保护焊）；使用的焊接材料为（H08MnSiA）。 2 图10-2 图10-3 2．汽车车轮由轮圈和辐板组成，材料均为Q235钢，如图10-3所示。大批量生产时，轮圈由卷板机卷成，再经（闪光对焊）焊接而成；而轮圈与辐板则用（CO 气体保护 2 焊）焊接连为一体，焊接材料为（H08MnSiA）。 10-4 应用题 1．在长春地区用30mm厚的16Mn钢板焊接一直径为20m的容器。16Mn的化学成分如下：C＝0.12～0.20％；Si＝0.20～0.55％；Mn＝1.20～1.60％；P、S＜0.045％。（1）计算16Mn的碳当量；（2）判断16Mn的焊接性；（3）夏季施工时是否需要预热?冬季施工时是否需要预热？如需预热，预热温度应为多少? =0.16+1.40/6 =0.39 16Mn的焊接性良好夏季施工时不需要预热。冬季施工时需要预热，预热温度应100-150℃。 2．修改焊接结构的设计(焊接方法不变) （1）钢板的拼焊（电弧焊），如图10-4。

0212IC可靠性测试项目及参考标准[001]

版本创建试用用文件使 Ⅲ Ⅱ Ⅰ ）就是产品性能的测量，它回答了一个产品是否合乎规格（）解决的是一段时间以后的问题。知道了两者的区别，）的要求，是否符合各项性能指标的问题。可靠性（的问题解决方法往往比较直接，设计和制造单位在产品生产出来后，通）则是对产品耐久力的测量，它回答了一个产品生命周期有多长，简单说，它能用多久的问题。所以说质量（测试在）解决的是现阶段的问题，可靠性（而言我们发现，产品保证过简单的测试，就可以知道产品的性能是否达到准的标的要求，这种的设计和制造单位就可以进行。相对，的问题似乎就变的十分棘手，这个产品能用多久，谁能今天能用，明天就一定能用？为了解决这个问题，人们制定了各种各样，如 : 、介绍，注：为流行（，我们之前的测试方法）电子设备工程联合委员会 , ，著名国际电子行业标准化组织之一。条浴缸曲线：日本电子工业协会，著名国际电子行业标准化组织之一。在一些目前较的先来认识一下产品的生命周期。典型的产品的生命周期可以用一（）来表示。质量（产品的生命。）在一定程度上可以说是）和可靠性（质量（ ( ) 产品的质量与可靠性测试

版本创建试用用文件使准：标参考玷污等子离定性，稳不，互扩散相，层破裂化氧，迁移：电子制机失效测试动态 , ， ℃ : 条件测试一段时间的耐久力下压情况电超和超热在件评估器 : 的目）低温操作生命期试验（：高 ② 准：标下以参考可估算结果和条件的测试具体。失效的成生产造于玷污等由子离，金属刻镀，缺陷层化氧如包括诸，缺陷的艺工材料或：制机失效测试进行对产品压电度和内动态提升温定时间特在 : 条件测试的产品。原因失效生于天去除由，率速缺陷失效加定性，稳的艺工评估 : 的目）早期失效等级测试（ : ① , (), ：）（目命测试项寿用使、一）（目测试项等级产品可靠性些就是一面下。失效原因的成出现的问题所造面方存储等，封装生产，是在尤其，原因的到并且找用期，使计产品的预，去除并估算其良率的产品期于早夭图将处的问题就是要力，到看产品的生命周期，我们就可以典型了认识。等化老的成用所造使就是产品长期原因的失效，升高会快速个阶段这在）期（磨耗被称为 () 。等等变化度温如的，比机随往往是原因的失效定，持稳保个阶段产品的这）在用期（被称为使 () 。缺陷的中设计和生产过程于在原因的成失效，造快速下降个阶段产品的这）期（被称为早夭 ()

焊点可靠性研究详解

SMT焊点可靠性研究前言近几年﹐随着支配电子产品飞速发展的高新型微电子组装技术--表面组装技术(SMT)的飞速发展﹐SMT焊点可靠性问题成为普遍关注的焦点问题。与通孔组装技术THT(Through Hole Technology)相比﹐SMT在焊点结构特征上存在着很大的差异。THT焊点因为镀通孔内引线和导体铅焊后﹐填缝铅料为焊点提供了主要的机械强度和可靠性﹐镀通孔外缘的铅焊圆角形态不是影响焊点可靠性的主要因素﹐一般只需具有润湿良好的特征就可以被接受。但在表面组装技术中﹐铅料的填缝尺寸相对较小﹐铅料的圆角(或称边堡)部分在焊点的电气和机械连接中起主要作用﹐焊点的可靠性与THT焊点相比要低得多﹐铅料圆角的凹凸形态将对焊点的可靠性产生重要影响。另外﹐表面组装技术中大尺寸组件(如陶瓷芯片载体)与印制线路板的热膨胀系数相差较大﹐当温度升高时﹐这种热膨胀差必须全部由焊点来吸收。如果温度超过铅料的使用温度范围﹐则在焊点处会产生很大的应力最终导致产品失效。对于小尺寸组件﹐虽然因材料的CTE 失配而引起的焊点应力水平较低﹐但由于SnPb铅料在热循环条件下的粘性行为(蠕变和应力松弛)存在着蠕变损伤失效。因此﹐焊点可靠性问题尤其是焊点的热循环失效问题是表面组装技术中丞待解决的重大课题。 80年代以来﹐随着电子产品集成水平的提高,各种形式﹑各种尺寸的电子封装器件不断推出﹐使得电子封装产品在设计﹑生产过程中,面临如何合理地选择焊盘图形﹑焊点铅料量以及如何保证焊点质量等问题。同时﹐迅速变化的市场需求要求封装工艺的设计者们能快速对新产品的性能做出判断﹑对工艺参数的设置做出决策。目前﹐在表面组装组件的封装和引线设计﹑焊盘图形设计﹑焊点铅料量的选择﹑焊点形态评定等方面尚未能形成合理统一的标准或规则﹐对工艺参数的选择﹑焊点性能的评价局限于通过大量的实验估测。因此﹐迫切需要寻找一条方便有效的分析焊点可靠性的途径﹐有效地提高表面组装技术的设计﹑工艺水平。研究表明﹐改善焊点形态是提高SMT焊点可靠性的重要途径。90年代以来﹐关于焊点形成及焊点可靠性分析理论有大量文献报导。然而﹐这些研究工作都是专业学者们针对焊点

金属熔焊原理

金属熔焊原理考点一．基础题： 1 焊接参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等。（参照课本P15图1-6） 2 焊条的平均熔化速度、熔敷速度均与电流成正比。 3 短路过渡的熔滴质量和过渡周期主要取决于电弧长（电弧电压），随电弧长度的增加，熔滴质量与过渡周期增大。当电弧长度到达一定值时，熔滴质量与过渡周期突然增大，这说明熔滴的过渡形式发生了变化，如果电弧长度不变，增大电流则过渡频率增高，熔滴变细。 4 一般情况下，增大焊接电流，熔宽减小，熔深增大；增大电弧电压，熔宽增大，熔深减小。 5 熔池的温度分布极其不均匀（熔池中部温度最高）。 6 焊接方法的保护方式：手弧焊（气-渣联合保护），埋弧焊、电渣焊（熔渣保护），氩弧焊 CO2焊、等离子焊（气体保护）。 7 焊接化学冶金过程是分区域连续进行的。 8 焊接化学冶金反应区：手工焊有药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区三个反应区；熔化极气保焊只有熔滴和熔池两个反应区；不填充金属的气焊、钨极氩弧焊和电子束焊只有熔池反应区。 9 熔滴阶段的反应时间随焊接电流的增加而变短，随电弧电压的增加而变长。 10 焊接材料只影响焊缝成分而不影响热影响区。 11 焊接区周围的空气是气相中氮的主要来源。 12 熔渣在焊接过程中的作用：机械保护、改善焊接工艺性能、冶金处理。 13 分子理论中酸碱性以1为界点，原子理论中，以0为界点。 14影响FeO分配系数的主要因素有：温度和熔渣的性质。 15焊缝金属的脱氧方式：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。 16脱硫比脱磷更困难。 17随焊芯中碳含量的增加，焊接时不仅焊缝中的气孔、裂纹倾向增大，并伴有较大飞溅，是焊接稳定性下降。 18焊条的冶金性能是指其脱氧、去氢、脱硫磷、掺合金、抗气孔及抗裂纹的能力，最终反映在焊缝金属的化学成分、力学性能和焊接缺陷的形成等方面。 19 焊剂按制造方法分为：熔炼焊剂和非熔炼焊剂。 20 焊丝的分类：实芯焊丝和药芯焊丝。 21 焊接中的偏析形式：显微偏析、区域偏析、层状偏析。 22 相变组织（二次结晶组织）主要取决于焊缝化学成分和冷却条件。 23焊接热循环的基本参数：加热速度、最高加热速度、相变温度以上停留的时间、冷却速度或冷却时间t8/5、t8/3、t100。 24 产生冷裂纹的三要素：拘束应力、淬硬组织、氢的作用 25冷裂纹的断口组织，宏观上看冷裂纹的断口具有淬硬性断裂的特征，表面有金属光泽，呈人字形发展，从微观上看，裂纹多起源于粗大奥氏体晶粒的晶界交错处。 26 冷裂纹的种类：延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹。 27 熔滴过度的作用力：重力、表面张力、电磁压缩力及电弧吹力等。 28活性熔渣对焊缝金属的氧化形式：扩散氧化、置换氧化。 29 熔合比影响焊缝的化学成分、金属组织和机械性能。局部熔化的母材将对焊缝的成分起到稀释作用。 30 焊接过程中对金属的保护有气保护、气-渣联合保护、渣保护、自保护。二．名词解释： 1 焊接温度场：焊接过程中某一瞬时间焊接接头上个点的温度分布状态。 2 焊缝金属的熔合比：熔化焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比。 3 药皮重量系数：单位长度药皮与焊芯的质量比。 4 随温度降低黏度缓慢增加的称为长渣。随温度降低黏度迅速降低的称为短渣。 5 合金元素的过度系数：指某合金元素在熔敷金属中的实际质量分数与其在焊材中的原始质量分数之

芯片可靠性测试(汇编)

芯片可靠性测试质量（Quality）和可靠性（Reliability）在一定程度上可以说是IC产品的生命，好的品质，长久的耐力往往就是一颗优秀IC产品的竞争力所在。在做产品验证时我们往往会遇到三个问题，验证什么，如何去验证，哪里去验证，这就是what, how , where 的问题了。解决了这三个问题，质量和可靠性就有了保证，制造商才可以大量地将产品推向市场，客户才可以放心地使用产品。本文将目前较为流行的测试方法加以简单归类和阐述，力求达到抛砖引玉的作用。 Quality 就是产品性能的测量，它回答了一个产品是否合乎SPEC的要求，是否符合各项性能指标的问题；Reliability则是对产品耐久力的测量，它回答了一个产品生命周期有多长，简单说，它能用多久的问题。所以说Quality解决的是现阶段的问题，Reliability解决的是一段时间以后的问题。知道了两者的区别，我们发现，Quality的问题解决方法往往比较直接，设计和制造单位在产品生产出来后，通过简单的测试，就可以知道产品的性能是否达到SPEC 的要求，这种测试在IC的设计和制造单位就可以进行。相对而言，Reliability的问题似乎就变的十分棘手，这个产品能用多久，who knows? 谁会能保证今天产品能用，明天就一定能用？为了解决这个问题，人们制定了各种各样的标准，如 MIT-STD-883E Method 1005.8 JESD22-A108-A EIAJED- 4701-D101 等等，这些标准林林总总，方方面面，都是建立在长久以来IC设计，制造和使用的经验的基础上，规定了IC测试的条件，如温度，湿度，电压，偏压，测试方法等，获得标准的测试结果。这些标准的制定使得IC测试变得不再盲目，变得有章可循，有法可依，从而很好的解决的what，how的问题。而Where的问题，由于Reliability的测试需要专业的设备，专业的器材和较长的时间，这就需要专业的测试单位。这种单位提供专业的测试机台，并且根据国际标准进行测试，提供给客户完备的测试报告，并且力求准确的回答Reliability的问题

可靠性增长与可靠性增长试验

众所周知，产品的可靠性是由设计决定的。但是，由于受到各种原因的影响，设计缺陷总是难免的，产品在研制阶段往往达不到用户的可靠性要求，因此必须开展可靠性增长活动。必须指出，可靠性增长活动不是针对设计低劣的产品的，而是针对经过认真设计仍然由于某些技术原因达不到要求的产品，而且可靠性增长活动比可靠性设计活动所需的资源和时间都多。 1、概述可靠性增长可从多个不同的角度来看，早期有关可靠性增长的一些工作主要集中在管理方面。1970年Selby和Miller研制的可靠性计划与管理（RPM）模型是联系可靠性要求和实施计划的管理工具，可帮助确定所需样品数和设计方案通过增长过程的成熟时间，并可监测进展情况，评价对原计划进行调整的必要性。但大多数情况下提及可靠性增长这一话题时，讨论的重点都是可靠性增长试验。一般而言，为了证明设计的正确性以及设计中使用的模型和分析工具的有效性，试验是开发的标准、必要部分。对于可靠性增长试验，大量的工作被用于研制各种统计模型，以便计划和跟踪通过试验所取得的可靠性增长。由于试验费用很高，因此自然会把很多精力放在研制好的模型和注重可靠性增长过程上。我们知道最常用的模型是Duane模型。Duane的观点是把整个重点放在试验中发现失效，然后通过重新设计予以排除。在笔者参加的某次“可靠性与风险分析先进课题”系列专题会议会议上，分组讨论中有一组的主题是“可靠性增长的范围和目的”。会上讨论了把试验作为实现可靠性增长首选方法的状况。其中一位成员提出，象卫星这样的产品，由于成本高，供试验的物品有限，因而极少可能进行那种和可靠性增长有关的试验。对这种系统如何实现可靠性增长呢？ 2、可靠性增长更广泛的

焊接原理与焊锡性

焊接原理与焊锡性收藏此信息打印该信息添加：用户投稿来源：未知 1、Abietic Acid松脂酸是天然松香（Rosin）的主要成份，占其重量比的34％。在焊接的高温下，此酸能将铜面的轻微氧化物或钝化物予以清除，使得清洁铜面可与熔锡产生"接口合金共化"（IMC）而完成焊接。此松脂酸在常温中很安定，不会腐蚀金属。 2、Angle of Contack 接触角广义是指液体落在固体表面时，其边缘与固体外表在截面上所形益的夹角。在PCB 的狭义上是指焊锡与铜面所形成的Θ角，又称之为双反斜角（Dihedrel Angle）或直接称为 Contact Angle。 3、Blow Hole 吹孔指完工的 PTH 铜壁上，可能有破洞(Void 俗称窟窿)存在。当板子在下游进行焊锡时，可能会造成破洞中的残液在高温中迅速气化而产生压力，往外向孔中灌入的熔锡吹出。冷却后孔中之锡柱会出现空洞。这种会吹气的劣质 PTH，特称为"吹孔"。吹孔为 PCB 制程不良的表征，必须彻底避免才能在业界立足。 4、Brazing 硬焊是指采用含银的铜锌合金焊条，其焊温在425~870℃下进行熔接(Welding)方式，比一般电子工业常见软焊或焊(Soldering)，在温度及强度方面都比较高。 5、Cold Solder Joint 冷焊点焊锡与铜面间在高温焊接过程中，必须先出现 Cn Sn 的"接口合金共化物"(IMC)层，才会出现良好的沾锡或焊锡性(Solderability)。当铜面不洁、热量不足，或焊锡中杂质太多时，都无法形成必须的 IMC(Eta Phase)，将出现灰暗多凹坑不平。且结构强度也不足的焊点，系由焊锡冷凝而形成，但未真正焊牢的焊点，特称为"冷焊点"，或俗称冷焊。 6、Contact Angle 接触角一般泛指液体与固接触时，其交界边缘，在液体与固体外表截面上，所呈现的交接角度，谓之 Contact Angle。 7、Dewetting 缩锡指高温熔融的焊锡与被焊物表面接触及沾锡后，当其冷却固化即完成焊接作用得到焊点(Solder Joint)。正常的焊点或焊面，其已固化的锡面都应呈现光泽平滑的外观，是为焊锡性(Solderability)良好的表征。所谓 Dewetting 是指焊点或焊面呈高低不平、多处下陷，或焊锡面支离破碎甚至曝露底金属，或焊点外缘无法顺利延伸展开，截面之接触角大于 90 度者，皆称为"缩锡"。其基本原因是底

海思芯片可靠性测试总体规范

海思可靠性测试技术总体规范拟制：克鲁鲁尔审核：批准：日期：2019-11-06

历史版本记录

适用范围: 本规范规定了芯片可靠性测试的总体规范要求，包括电路可靠性、封装可靠性。适用于量产芯片验证测试阶段的所有测试需求。简介：本标准描述芯片研发或新工艺升级，芯片规模量产前对可靠性相关测试的验收基准。这些测试能够激发半导体器件电路和封装的薄弱或问题，通过失效率判断是否满足量产出口标准。相比正常使用场景，该系列测试通常以温度、湿度、电压加速的方式促成故障早期激发。引用文件：下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

1.器件可靠性测试要求1.1 电路可靠性测试 High Temperature Operating Life JESD22-A108, JESD85 HTOL T≥ 125℃ Vcc ≥ Vccmax 3 Lots/77 units1000 hrs/ 0 Fail R Early Life Failure Rate JESD22-A108, JESD74 ELFR T≥ 125℃ Vcc ≥ Vccmax See ELFR Table48 ≤ t ≤ 168 hrs R Low Temperature Operating Life JESD22-A108LTOL T≤ 50℃ Vcc ≥ Vccmax 1 Lot/3 2 units1000 hrs/0 Fail C High Temperature Storage Life JESD22-A103HTSL T≥ 150 °C 3 Lots/25 units1000 hrs/0 Fail R Electrical Parameter Assessment JESD86ED Datasheet 3 Lots/10 units T per datasheet R Latch-Up JESD78LU Class I or Class II 1 Lot/3 units0 Fail R Human Body Model ESD JS-001ESD-HBM T = 25 °C 3 units Classification R Charged Device Model ESD JS-002ESD-CDM T = 25 Stress Ref.Abbv.Conditions Requirements Required (R)/ Considered (C) #Lots/SS per Lot Duration/Accept °C 3 units Classification R Accelerated Soft Error Testing JESD89-2, JESD89-3 ASER T = 25 °C 3 units Classification C “OR” System Soft Error Testing JESD89-1SSER T = 25 °C Minimum of 1E+06 Device Hrs or 10 fails. Classification C J J J A A A A A A 1 2 注1：ELFR可包含在HTOL测试中，HTOL测试会在168h回测。注2：ED一般在首样回片测试阶段完成，包含在电气性能测试，可靠性测试过程不用关注。注3：样本量SS(Sample Size)及可接受失效量Accept的取值由附录1给出，下文同。

失效模式与效应分析程序FMEA

1.目的： 1.1對產品設計及其制程中的潛在失效影響效應建立認知并予以評價。 1.2確認系列措施及消除或降低失效發生的機會。 1.3建立產品設計及其制程的文件記錄。 2.范圍﹕ 2.1DFMEA ：所有新產品在開發初期﹐收到客戶設計資料后，并進行可行性評估與規划之前均適用。 2.2 PFMEA ﹕ 2.2.1在APQP 的制程設計與開發驗証階段實施。 2.2.2對新制程或將修訂的制程實施。 3.權責﹕ 3.1制訂﹕DFMEA 由開發部主要跨功能小組訂定﹔PFMEA 由生產部主要跨功能小組訂定。 3.2審查﹕由各主要跨功能小組組長審查并督導落實執行。 3.3核准﹕管理代表核准。 4.定義﹕ 4.1失效模式﹕指產品或過程可能不能滿足設計意圖或過程要求的方式或方法。 5.作業內容﹕按設計或制程FMEA 表格執行，以下簡介FMEA 表的制作﹕ 5.1 FMEA 表編號﹕編號原則如右圖 5.2項目﹕填入要分析之產品型別。部門﹕填入要分析之工序。 5.3制定部門﹕填入主導FMEA 單位別。 5.4編制人﹕填入主導完成FMEA 工程師的名字。 5.5次系統 / 機種﹕填入客戶產品名稱。 5.6生效日期﹕填入FMEA 最新發布日期。 5.7 FMEA 日期( 原始 )﹕填入最初FMEA 制定日期。 5.8核心小組﹕填入跨功能小組所有成員姓名。 5.9功能 / 作業要求或目的﹕盡可能簡潔地填入被分析部位(制程)的功能或作業要求，如果項目包含一個以上有不同功能或(制程)作業要求時﹐則列出所有項目。 5.10潛在失效模式﹕ D(P) 03 04 25 01 流水號日月年設計 ( 制程 )

焊接成形原理

焊接冶金学(基本原理)课后习题 1.试述熔化焊接、钎焊和粘接在本质上有何区别？熔化焊接：使两个被焊材料之间(母材与焊缝)形成共同的晶粒针焊：只是钎料熔化，而母材不熔化，故在连理处一般不易形成共同的晶粒，只是在钎料与母材之间形成有相互原于渗透的机械结合。粘接：是靠粘结剂与母材之间的粘合作用，一般来讲没有原子的相互渗透或扩散。 2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。 2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。 3.焊条的工艺性能包括哪些方面? （详见：焊接冶金学（基本原理）p84）焊条的工艺性能主要包括：焊接电弧的稳定性、焊缝成形、在各种位置焊接的适应性、飞溅、脱渣性、焊条的熔化速度、药皮发红的程度及焊条发尘量等 4.低氢型焊条为什么对于铁锈、油污、水份很敏感？（详见：焊接冶金学（基本原理）p94）由于这类焊条的熔渣不具有氧化性，一旦有氢侵入熔池将很难脱出。所以，低氢型焊条对于铁锈、油污、水分很敏感。 5.焊剂的作用有哪些？隔离空气、保护焊接区金属使其不受空气的侵害，以及进行冶金处理作用。 6.能实现焊接的能源大致哪几种？它们各自的特点是什么？见课本p3 ：热源种类 7.焊接电弧加热区的特点及其热分布？（详见：焊接冶金学（基本原理）p4）热源把热能传给焊件是通过焊件上一定的作用面积进行的。对于电弧焊来讲，这个作用面积称为加热区，如果再进一步分析时，加热区又可分为加热斑点区和活性斑点区； 1)活性斑点区活性斑点区是带电质点(电子和离于)集中轰击的部位，并把电能转为热能； 2)加热斑点区在加热斑点区焊件受热是通过电弧的辐射和周围介质的对流进行的。 8.什么是焊接，其物理本质是什么？焊接：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。