SAC305焊料在盐雾测试中有哪些表现？

电子产品需要在各种各样的环境中使用，因此对于不同环境都需要有良好的可靠性。电子产品的可靠性体现在焊点上，可靠性不高的焊点容易因为温湿度，应力等因素而被削弱，最终导致电子元件的损坏。目前针对焊点可靠性的测试主要有热循环测试，等温老化测试，跌落测试，剪切测试，盐雾测试等。本文主要介绍SAC305焊点在盐雾测试中的表现。在盐雾测试中通常会使用5%NaCl，该浓度的NaCl会对焊点进行持续的腐蚀。

为了研究SAC305焊料是如何受到5%NaCl腐蚀的，Akoda等人(2023)将SAC305焊料印刷在测试板上，然后将电阻1210与测试板焊接到一起。测试板Cu焊盘的表面处理为ENIG。测试版一分为二，第一部分进行剪切测试，第二部分在盐雾室中测试焊点的腐蚀情况。

图1. 测试板外观。

实验结果

在盐雾测试之前，所有电阻的值接近0，约为0.8Ω±0.2。在 25°C条件测试24小时，电阻值仍然接近初始值，且在96小时后几乎没有发生变化。此外，在30℃，35℃、40℃和45℃条件下，电阻在96小时后也是基本没有变化。 因此，在电气方面，测试板电阻器不会出现可测量的故障。

从图2可以看到，在盐雾测试后，SAC305焊点的剪切强度发生了明显变化。焊点剪切强度随着腐蚀时间的增加而下降，并且剪切强度随着测试温度的升高而显着降低。图中黄线对应于标准定义的5 kgF的失效准则。可以发现当温度从25°C 升高到45°C，腐蚀过程中会出现机械故障。

图2. 盐雾测试后的电阻剪切力。

在盐雾测试中，SAC305焊点在25℃下放置72小时后开始出现明显的腐蚀区域，且在100小时后腐蚀区域扩大到了20%以上。焊点在30℃条件下放置60小时开始出现明显腐蚀，在100小时后腐蚀区域接近30%。随着温度进一步提高到45℃，焊点在24小时后就出现了大量腐蚀，100小时后一半的焊接区域都受到了腐蚀。

图3.电阻腐蚀区域和盐雾测试温度的关系。

参考文献

Akoda, K.E., Guedon-Gracia, A., Deletage, J.Y., Plano, B. & Fremont, H (2023). Dynamics of corrosion on mechanical and electrical reliability of SAC305 solder joints during salt spray test. Microelectronics Reliability, vol.148.

审核编辑 黄宇