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LED SMT回流焊缺陷X-ray检测评估发布时间:2016-03-01 09:16:43




服务客户:LED灯具厂、灯珠供应商、SMT加工厂

检测手段X射线透视仪    


观察内容:

1. 空洞率

LED贴片锡层中经常有空洞产生。这是由于LED贴片过程中,在加温炉内加热期间,焊锡中夹住的空气或助焊剂等化合物的膨胀所引起的。焊点可靠性不仅取决于焊料合金,还取决于LED器件和PCB的金属镀层。此外,回流焊工艺的时间和温度曲线对无铅焊点的性能也有着显著影响,因为它会影响焊点的浸润性能和微观结构。与锡铅焊料相比,无铅焊料容易因为温度循环产生的焊接热流和疲劳裂纹而导致接头脆性失效。金鉴实验室通过无损伤检测手段,测试SMT回流焊焊接后,焊点中的空洞比,剔除不良品,确保灯珠热量完美导到铝基板,从而确保灯具寿命达到设计要求。


(1)空洞比过高,在冷热冲击测试的环境下,引起气泡热涨冷缩,焊锡开裂,使得灯珠可靠性降低


LEDSMT回流焊缺陷检测-金鉴检测

高空洞比会导致LED焊点在冷热冲击温度循环测试后产生裂纹,引起灯具疲劳失效。


(2)空洞比过高会导致焊锡的热阻增高、导热系数下降。对于焊盘比较大的灯珠,这时高空洞率对散热的影响起主要因素。空洞率越大,热阻越大,散热效果越差。


UV LED 空洞率影响比较分析

某UVLED空洞率对温度的影响比较图


2. 锡珠

电子线路印制板元件密度高、间距小,在使用时焊锡珠可能脱落。有的用户在使用端有二次回流的需要,焊锡珠造成元器件或电路连接短路,影响电子产品的质量。


锡珠

锡珠


3. 假焊、冷焊、空焊、虚焊等问题

假焊、冷焊、空焊、虚焊这四种,许多朋友都无法分辨他们之间的区别,因为这四种不良看起来好像都一样少锡,做具体区分和导致原因需做切片失效分析,相关文章可参考链接:http://www.gmatg.com/caseDetail-234.html


(1)假焊,是指表面上好像焊住了,但实际上并没有焊上。有时用手一拔,引线就可以从焊点中拔出。

(2)虚焊,是焊点处只有少量的锡焊住,造成接触不良,时通时断。虚焊与假焊都是指焊件表面没有充分镀上锡层,焊件之间没有被锡固住,是由于焊件表面没有清除干净或焊剂用得太少所引起的。

(3)空焊,是焊点应焊而未焊。锡膏太少、零件本身问题、置件位置、印锡后放置时间过长…等会造成空焊。

(4)冷焊,是在零件的吃锡接口没有形成吃锡带,(即焊锡不良)。流焊温度太低、流焊时间太短、吃锡性问题…等会造成冷焊。


4.虚焊、桥连、碑立等问题

案例一某客户对自己的产品没有信心,委托金鉴测试空洞比,要求观察回流焊后锡膏的焊接效果。金鉴使用实时X射线成像对LED封装进行检查,发现大量焊接空洞,散热焊盘的空洞比均超过30%,远超业内标准。与锡铅焊料相比,无铅焊料容易因为温度循环产生的焊接热流和疲劳裂纹而导致接头脆性失效。本案例过高的焊锡空洞比导致灯珠可靠性降低,在冷热冲击测试的环境下,引起气泡热涨冷缩,焊锡开裂。


灯珠外观

LED回流焊

LED回流焊

检测数据

检测数据(X射线成像)


案例二科锐灯珠某代理商的业务员小邱兢兢业业地给公司的客户提供服务。某天客户采购部突然打电话过来说,“出现大面积死灯,概率超过38%”,并要求他给出一份分析报告。在排除了驱动、散热器重量、散热器散热面积、导热胶、铝基板导热系数、电路是否短路等一系列问题之后,仍找不到死灯的原因。后来经朋友介绍,找到金鉴实验室。金鉴在分析完前面情况后,发现回流焊的锡层没有做过检测。于是用X-RAY进行无损伤透视观察,发现烧掉的灯珠背后的锡层有空洞,孔面积普遍占焊盘面积25%以上。小邱的客户后来接受金鉴实验室的建议,每100个灯抽取1个出来做x射线透视检测,从而确保了该订单的持续性。


案例三某灯具厂投资了几百万研发一种应用于细分市场的灯具,但散热问题一直未解决,看到金鉴的推广邮件后,送来样品测试,才发现自己产品焊接空洞比竟高达40%,这才恍然大悟,决定从回流焊工艺入手改进产品质量。

 

LED回流焊

备注:该灯具铝基板有6颗灯珠,第一个灯具的第一颗灯珠标记为#1-1。该公司共提供26个检测样本,只摘录第一个灯具的X-ray图片。

 

检测结果

检测结果(X射线成像)


测试样品的空洞比均在10%以上;空洞比在20~30%之间的样品比例为37%30~40%之间的样本比例为42%40%以上的样品比例为12%


金鉴实验室从订单角度给此厂的品质管理建议。经改进后,此照明厂产品回流焊空洞比保持在10%以下,厂商喜笑颜开,目前此产品已经大规模生产。


各阶段品质管理


在金鉴实验室的帮助下,该厂某些贴片灯珠的回流焊空洞率为零!


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