在半導體技術(shù)和電子制造領(lǐng)域，焊點的強度測試是一個不可忽視的環(huán)節(jié)。隨著電子設(shè)備的復雜性和集成度不斷提高，對焊接工藝的要求也日益嚴格。焊點作為電子組件與電路板之間的物理和電氣連接點，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到產(chǎn)品的可靠性和性能。因此，對芯片及元器件的焊點強度進行測試，不僅是質(zhì)量控制的一部分，也是確保產(chǎn)品能夠在各種環(huán)境條件下穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。

本文科準測控小編將深入探討芯片及元器件焊點強度測試的重要性、測試方法、以及測試結(jié)果對產(chǎn)品設(shè)計和制造的影響。我們將分析當前行業(yè)內(nèi)采用的焊點強度測試技術(shù)，包括破壞性測試和非破壞性測試，以及它們各自的優(yōu)缺點。

一、測試目的

焊點強度測試是確保電子組件可靠性和延長其使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它主要包含兩個核心目的：

1、研究和提升焊點可靠性：通過識別影響焊點可靠性的因素，我們可以對這些因素進行調(diào)整或改善，以提高焊點的整體可靠性。

2、預測焊點壽命：通過分析焊點在受力過程中的變化趨勢和規(guī)律，我們可以預測焊點的壽命，并據(jù)此找到設(shè)計依據(jù)，優(yōu)化焊點設(shè)計，從而提高焊點的壽命。

焊點強度測試主要包含以下三種試驗方法：

a、破壞性鍵合強度試驗：這種試驗的目的是測量鍵合強度，評估鍵合強度的分布情況，或確定鍵合強度是否達到規(guī)定的要求。

b、非破壞性鍵合拉力試驗：這種試驗用于在不損壞合格內(nèi)引線鍵合的情況下，識別不合格的引線鍵合。需要注意的是，對于直徑大于127μm（或等效截面積）且沒有足夠空間使用鉤子的引線，這種試驗方法不適用。

c、剪切強度試驗：這種試驗的目的是驗證將半導體芯片或表面安裝的無源器件安裝在管座或其他基板上所使用的材料和工藝的完整性。

二、檢測相關(guān)標準

參考標準JISZ198-7-2003進行試驗

三、常用檢測設(shè)備

1、設(shè)備要求傳感器精度要求

設(shè)備必須配備高精度傳感器，以確保測試結(jié)果的準確性。傳感器的測試精度需達到各測試滿量程的±0.25%，以滿足高精度測試的需求。

2、傳感器功能和量程要求

設(shè)備應(yīng)配備多種傳感器，以適應(yīng)不同的測試類型，如引線鍵合強度測試、芯片剪切強度測試和BGA焊球剪切力測試。

傳感器應(yīng)具備足夠的量程，以覆蓋從小型到大型樣品的測試需求，確保在不同測試條件下都能提供準確的數(shù)據(jù)。

3、鉤針和推刀的規(guī)格要求

設(shè)備應(yīng)提供多種規(guī)格的鉤針和推刀，以適應(yīng)不同尺寸和形狀的待測樣品。

鉤針和推刀的材料和設(shè)計應(yīng)保證在測試過程中不會對樣品造成不必要的損傷。

4、推薦設(shè)備

1) Alpha-W260推拉力測試機

多功能推拉力測試機是一種專為微電子引線鍵合后引線焊接強度測試、焊點與基板表面粘接力測試及其失效分析而設(shè)計的動態(tài)測試儀器。它能夠進行晶片推力、金球推力、金線拉力等多種測試，配備高速力值采集系統(tǒng)，以實現(xiàn)精確測量。該設(shè)備支持根據(jù)測試需求更換相應(yīng)的測試模組，系統(tǒng)能自動識別模組量程，靈活適應(yīng)不同產(chǎn)品的測試需求。每個工位都設(shè)有獨立安全高度位和安全限速，以防止誤操作損壞測試針頭。其測試動作迅速、準確，適用面廣泛，不僅適用于半導體IC封裝測試、LED封裝測試、光電子器件封裝測試、PCBA電子組裝測試、汽車電子、航空航天 等領(lǐng)域，也適用于電子分析及研究單位的失效分析，以及各類院校的教學和研究工作。

2）設(shè)備特點

四、試驗流程

步驟一、選擇合適的傳感器及推刀：根據(jù)測試需求，選擇適合的傳感器和推刀，并根據(jù)要求設(shè)置測試參數(shù)。

步驟二、固定樣品：將樣品固定于剪切力拉力測試儀的測試臺上，確保樣品位置穩(wěn)定可靠。

步驟三、調(diào)整推刀位置：轉(zhuǎn)動、移動樣品臺，使推刀與固定芯片的管座或基板基座近似垂直，保證施力方向與管座或基板平面平行，并與被試驗的器件的施加應(yīng)力面垂直。如果受到封裝外型結(jié)構(gòu)限制，可選擇適用的邊進行試驗，并施加水平方向的均勻力值。

步驟四、緊固樣品臺并施加推力：緊固樣品臺后，對焊點施加推力，記錄焊點從固定位置上剪切下來的力。

步驟五、結(jié)果評定：如有需要，進行結(jié)果評定，驗證焊點的強度和可靠性。

步驟六、失效判據(jù)

若施加外力小于旨定試驗條件、組成和結(jié)構(gòu)所要求的最小焊點強度時出現(xiàn)焊點分離，則為失效。

在記錄剪切力值的過程中，需要觀察焊點破壞的失效界面，這對解釋剪切強度的測試結(jié)果非常有幫助。

對于一個焊點而言，至少存在三個界面：集焊料/焊盤、焊盤/PCB基板、元器件端子/焊料。剪切試驗中焊點破壞一般從最薄弱環(huán)節(jié)開始，不同失效界面代表不同的機理。

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