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高可靠性应用中焊料合金中铅的测定


对于大多数电子应用,禁止使用含铅的焊料(RoHS和WEEE指令)。 但是,有时从无铅焊料表面生长的所谓锡晶须会引起短路,从而给航空航天和军事应用中的高可靠性(“高可靠性”)应用带来不可接受的风险。 为了防止这种缺陷,在高可靠性应用中使用的焊料的*低铅含量规定为3 wt%。 由于故障后果可能非常危险,因此必须通过测量铅含量来验证这些规格。
自从欧盟指令RoHS和WEEE实施以来,无铅焊料在工业和商业应用中普遍用于电子产品。 但是,当暴露于压力或苛刻的环境(例如高湿度,振动,温度变化等)中时,纯锡容易形成“晶须”,即从金属中生长出来的类似头发的导电的晶体晶体结构。 表面。 尽管锡晶须非常薄(通常直径约为1 ?m),但其长度却可以达到几毫米。 许多电子系统故障归因于锡晶须引起的短路,锡晶须桥接了保持在不同电位的紧密间隔的电路元件。
因此,用于医疗保健,航空航天和军事应用的电子组件的规格要求焊料合金中的铅含量至少为3 wt%,以防止锡晶须的形成。
锡晶须会引起电路元件之间的电气短路图1:锡晶须会引起电路元件之间的电气短路
为了证明正确制造了高精度产品,需要控制和验证焊料中的铅含量。 使用X射线荧光法可以完成一项快速,可靠且无损的测试,以确保其包含至少3%的铅或其他合金元素。

使用FISCHERSCOPE®X-RAYXDAL®可以快速,准确地测量焊料合金的成分。
例如,快速扫描会告诉操作员进来的零件是否通过检查,从而消除了混合焊料的风险。 即使在返修和维修中,也要确认使用合适的焊料是不能缺少的。 此外,可以对XDAL®进行编程,以有效地筛选印刷电路板。
XDAL®的强大App可以模拟定义的测量应用程序的整个光谱,并将其与实际检测到的光谱进行比较,即使没有校准标准也可以进行准确的测量。 考虑到许多含铅焊料合金(SnPb)的保质期有限,这一点很重要:在短短几年内,这些合金会发生扩散效应(铅成簇),这使得较旧的标准样品通常不适合校准测量(请参见表1)。 但是,FISCHER在特殊制造条件下生产了自己的SnPb标准,以显着降低时效。
FISCHERSCOPE®X-RAYXDAL

样品
样本年限(年)
铅浓度(wt%)
标称
XDAL
标准偏差
SnPb3
<1
3.1
3.0
005
SnPb3
3-4
3.0
2.8
0.11
SnPb8
8
8.5
7.5
0.3
Eutectic SnPb
>10
38
33.6
1.0
表1:使用FISCHERSCOPE®X-RAY XDAL®进行的不同年龄的焊料合金测量。 当完全满足“新”标准时,随着年龄的增长,与标称值的偏差也会增加。

使用FISCHERSCOPE®X-RAYXDAL®可以轻松检查电子组件中的铅含量,确保足够的Pb合金化以防止锡晶须堆积,从而避免了高可靠性应用中潜在的危险短路。
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