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高可靠性應(yīng)用中焊料合金中鉛的測定

對于大多數(shù)電子應(yīng)用，禁止使用含鉛的焊料（RoHS和WEEE指令）。 但是，有時從無鉛焊料表面生長的所謂錫晶須會引起短路，從而給航空航天和軍事應(yīng)用中的高可靠性（“高可靠性”）應(yīng)用帶來不可接受的風(fēng)險。 為了防止這種缺陷，在高可靠性應(yīng)用中使用的焊料的*低鉛含量規(guī)定為3 wt％。 由于故障后果可能非常危險，因此必須通過測量鉛含量來驗(yàn)證這些規(guī)格。
自從歐盟指令RoHS和WEEE實(shí)施以來，無鉛焊料在工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中普遍用于電子產(chǎn)品。 但是，當(dāng)暴露于壓力或苛刻的環(huán)境（例如高濕度，振動，溫度變化等）中時，純錫容易形成“晶須”，即從金屬中生長出來的類似頭發(fā)的導(dǎo)電的晶體晶體結(jié)構(gòu)。 表面。 盡管錫晶須非常?。ㄍǔＶ睆郊s為1 μm），但其長度卻可以達(dá)到幾毫米。 許多電子系統(tǒng)故障歸因于錫晶須引起的短路，錫晶須橋接了保持在不同電位的緊密間隔的電路元件。
因此，用于醫(yī)療保健，航空航天和軍事應(yīng)用的電子組件的規(guī)格要求焊料合金中的鉛含量至少為3 wt％，以防止錫晶須的形成。

圖1：錫晶須會引起電路元件之間的電氣短路

為了證明正確制造了高精度產(chǎn)品，需要控制和驗(yàn)證焊料中的鉛含量。 使用X射線熒光法可以完成一項(xiàng)快速，可靠且無損的測試，以確保其包含至少3％的鉛或其他合金元素。

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使用FISCHERSCOPE®X-RAYXDAL®可以快速，準(zhǔn)確地測量焊料合金的成分。
例如，快速掃描會告訴操作員進(jìn)來的零件是否通過檢查，從而消除了混合焊料的風(fēng)險。 即使在返修和維修中，也要確認(rèn)使用合適的焊料是不能缺少的。 此外，可以對XDAL®進(jìn)行編程，以有效地篩選印刷電路板。

XDAL®的強(qiáng)大軟件可以模擬定義的測量應(yīng)用程序的整個光譜，并將其與實(shí)際檢測到的光譜進(jìn)行比較，即使沒有校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)也可以進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。 考慮到許多含鉛焊料合金（SnPb）的保質(zhì)期有限，這一點(diǎn)很重要：在短短幾年內(nèi)，這些合金會發(fā)生擴(kuò)散效應(yīng)（鉛成簇），這使得較舊的標(biāo)準(zhǔn)樣品通常不適合校準(zhǔn)測量（請參見表1）。 但是，F(xiàn)ISCHER在特殊制造條件下生產(chǎn)了自己的SnPb標(biāo)準(zhǔn)，以顯著降低時效。

樣品	樣本年限（年）	鉛濃度（wt％）
		標(biāo)稱	XDAL	標(biāo)準(zhǔn)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

使用FISCHERSCOPE®X-RAYXDAL®可以輕松檢查電子組件中的鉛含量，確保足夠的Pb合金化以防止錫晶須堆積，從而避免了高可靠性應(yīng)用中潛在的危險短路。