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检测认证知识分享

焊点防腐测试|守护电子产品的“生命连接”

本文系统介绍焊点防腐测试的技术原理、核心项目(如盐雾试验、湿热老化、混合气体腐蚀、电化学迁移测试等)、适用标准及典型失效模式,并结合CNAS国家认可实验室的专业能力,为您提供从材料评估到工艺优化的一站式解决方案,助力企业提升PCBA防护等级,打造真正耐久可靠的电子产品。

一个微小的焊点,可能引发一场系统的崩溃。
一次科学的防腐测试,胜过千次侥幸的运行。


一、为什么必须重视焊点防腐?

焊点作为SMT(表面贴装技术)中最关键的互连结构,承担着:

  • 电气导通(电流传输)

  • 机械固定(元器件锚定)

  • 热量传递(散热路径)

但在复杂环境中,它也是最脆弱的环节之一。常见的焊点腐蚀机制包括:

腐蚀类型成因后果
电化学迁移(ECM)湿气+偏压+离子污染物 → 形成枝晶短路功能异常、漏电、起火风险
锡须生长(Whisker)纯锡镀层内部应力释放 → 长出金属细丝引发微短路或继电器卡滞
铜/镍腐蚀氯离子、硫化物侵蚀底层金属焊盘剥离、连接失效
焊点疲劳开裂温度循环+振动 → CTE失配产生剪切应力间歇性断路,难以定位

这些问题往往具有“潜伏期长、突发性强”的特点,一旦在客户端爆发,将带来巨额售后成本与品牌信任危机。

因此,开展专业的焊点防腐测试,已成为高端电子制造企业质量管控的必选项。


二、焊点防腐测试的核心项目

我们依据IEC、IPC、J-STD、GB/T等国际国内标准,提供覆盖多场景的焊点耐腐蚀性验证服务:

✅ 1. 盐雾腐蚀试验(Salt Spray Test)

模拟沿海、工业区或除冰盐环境下的氯离子侵蚀。

  • 测试类型:中性盐雾(NSS)、酸性盐雾(ASS)、铜加速乙酸盐雾(CASS)

  • 标准参考:GB/T 2423.17、ISO 9227、ASTM B117

  • 适用对象:未三防处理的PCBA、连接器焊点、端子区域

  • 观察重点:焊点变色、氧化、腐蚀产物生成、电性能漂移

📌 建议周期:24h / 48h / 96h / 500h(根据防护等级设定)


✅ 2. 恒定湿热与交变湿热试验

评估湿气渗透对焊点界面的影响,常用于验证助焊剂残留与封装密封性。

  • 恒定湿热(TH):85℃/85%RH,持续1000小时

  • 交变湿热(DHT):温湿度循环(如 -40℃↔85℃, 30%↔95%RH)

  • 标准参考:GB/T 2423.3(恒定)、GB/T 2423.4(交变)、JEDEC JESD22-A101

  • 检测手段:绝缘电阻监测、曲线追踪仪、红外热成像

💡 典型问题:吸湿后焊点周围出现漏电通道,引发低阻短路。


✅ 3. 混合气体腐蚀试验(Mixed Flowing Gas, MFG)

模拟工业大气中SO₂、H₂S、NO₂、Cl₂等腐蚀性气体对贵金属焊点的侵蚀。

  • 气体组合可调:低浓度(ppm级)精确控制

  • 温度/湿度同步控制

  • 标准参考:IEC 60068-2-60、ANSI/ISA 71.04

  • 适用场景:数据中心服务器、电力监控设备、石化控制系统

🔍 分析重点:金线键合点腐蚀、铜底座硫化、焊球黑焊盘(Black Pad)现象


✅ 4. 电化学迁移(ECM)测试

专门评估在潮湿环境下,离子污染物是否会导致相邻导体间形成导电阳极丝(Dendrite)。

  • 测试结构:梳状电极图案(Interdigitated Test Pattern)

  • 施加偏压:DC 5~100V,持续监测漏电流变化

  • 标准参考:IPC-TM-650 2.6.25、JESD22-A121

  • 判定指标:绝缘电阻下降速率、漏电流突增、短路时间

📌 特别适用于高密度PCB、细间距器件(如01005、CSP封装)


✅ 5. 三防漆涂层完整性与附着力测试

对于已喷涂三防漆的产品,需验证其是否有效隔离湿气与污染物。

  • 测试项目

    • 划格法附着力测试(ISO 2409)

    • 冷热冲击后涂层开裂检查

    • 盐雾后漆下腐蚀评估

  • 配套分析:SAM超声扫描显微镜检测漆层下分层


三、我们的测试能力与技术优势

作为CNAS中国合格评定国家认可实验室,我们配备先进的环境模拟设备与微观分析平台,致力于为企业提供权威、精准、可追溯的焊点防腐测试服务。

✅ 核心设备清单

设备名称技术能力
盐雾腐蚀试验箱支持NSS/ASS/CASS模式,自动排雾净化
高精度恒温恒湿箱±0.3℃温度精度,±2%RH湿度控制
MFG混合气体腐蚀舱四种气体独立控制,流量精准调节
绝缘电阻在线监测系统μA级漏电流采集,支持多通道并行
SAM超声扫描显微镜无损检测焊点空洞、分层、裂纹
SEM+EDS扫描电镜微观形貌观察与元素成分分析

✅ 支持标准广泛

  • IPC-J-STD-001(焊接要求)

  • IPC-TM-650(测试方法)

  • IEC 60068 系列(环境试验)

  • GB/T 2423(电工电子产品基本环境试验)

  • MIL-STD-883H(微电子器件试验方法)

✅ 服务流程闭环

咨询 → 方案制定 → 送样测试 → 数据采集 → 失效分析 → 改进建议 → 报告出具

四、真实案例分享:一次测试避免批量退货

🔹 案例背景

某工业控制器出口欧洲,在客户现场运行半年后,多台设备出现“偶发重启”现象。返厂检查发现主控芯片附近存在轻微腐蚀痕迹。

🔹 我们的介入

  1. 开展85℃/85%RH + 20V偏压条件下1000小时湿热老化测试

  2. 实时监测相邻走线间的绝缘电阻

  3. 测试至720小时时,漏电流骤升10倍

  4. SAM扫描发现BGA焊点下方局部分层

  5. SEM分析确认为助焊剂残留+吸湿→电化学迁移

🔹 改进建议

  • 优化清洗工艺,引入离子污染度测试(ROSE Test)

  • 在高压区域增加保形涂覆(Conformal Coating)

  • 更换低离子活性助焊剂型号

🔧 客户采纳建议后重新投板,再次测试通过全部项目,产品顺利恢复供货。


五、如何提升焊点防腐能力?设计与工艺建议

风险点改进措施
助焊剂残留加强清洗工艺,定期做ROSE测试(<1.5μg NaCl/cm²)
湿气侵入使用低吸湿性基材(如FR-4 High Tg)、加强密封设计
电化学迁移增大导体间距、降低工作电压、施加三防漆
锡须风险避免使用纯锡镀层,推荐SnAg、SnBi或Ni/Au表面处理
温度循环疲劳优化焊料合金(如SAC305)、采用底部填充胶(Underfill)

我们可提供《PCBA可制造性与可靠性设计(DFR)评审报告》,帮助客户从源头规避风险。


六、结语:每一个焊点,都值得被认真对待

在这个追求“零缺陷、长寿命”的时代,电子产品的可靠性不再仅由功能决定,更取决于那些看不见的细节——比如一个直径不足1mm的焊点。

我们始终坚信:

真正的高质量,是让产品在十年后依然稳定运行。

通过科学的焊点防腐测试,我们帮助企业把风险挡在出厂之前,把信任传递给每一位用户。


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