汽車電子剪切力測試怎么做？完整試驗方案與操作步驟

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代汽車越來越依賴于先進(jìn)的電子系統(tǒng)來提升性能、安全性和舒適性。這些電子系統(tǒng)的核心是車載元器件，它們不僅需要在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作，還要在關(guān)鍵時刻提供可靠的性能。因此，車載元器件的可靠性直接關(guān)系到汽車的駕駛安全和乘客的福祉。

在這一背景下，對車載電子元器件的封裝質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗變得至關(guān)重要。封裝不僅保護(hù)元器件免受物理損傷和環(huán)境影響，還確保了芯片互連和焊接的牢固性，這對于元器件在汽車生命周期內(nèi)的穩(wěn)定運作至關(guān)重要。AEC-Q系列標(biāo)準(zhǔn)是汽車電子領(lǐng)域gong認(rèn)的質(zhì)量認(rèn)證體系，它涵蓋了一系列測試，用以驗證元器件的可靠性和耐用性。在這些測試中，剪切力試驗扮演著尤為關(guān)鍵的角色。

本文科準(zhǔn)測控小編將深入探討剪切力試驗在汽車電子領(lǐng)域的重要性，分析其在AEC-Q系列認(rèn)證測試中的具體要求和實施方法。我們將討論剪切力試驗如何幫助制造商評估和提高元器件的封裝質(zhì)量，以及這一過程如何對提升汽車的整體安全性和可靠性產(chǎn)生積極影響。

一、AEC-Q系列剪切力試驗相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

二、常用測試方法

1、引線鍵合剪切力測試

a、鍵合剪切

使用鑿形工具將一個球體或楔形鍵合從鍵合表面上剪切或推離的過程（見下圖）。造成這種分離所需的作用力將被記錄，稱為鍵合剪切力，用來評價芯片鍵合工藝質(zhì)量。

b、鍵合剪切類型

1）鍵合剝離

整個引線鍵合與鍵合表面分離，僅在鍵合表面留下壓印。很少有金屬間化合物形成或焊接到鍵合表面金屬化的跡象。

2）鍵合剪切

引線鍵合的分離，其中：1）鍵合表面金屬化薄層與引線鍵合停留在一起并且在鍵合表面留下壓印2）金屬間化合物保持在鍵合表面并且與引線鍵合在一起3）引線鍵合的主要部分停留在鍵合表面上。

3）彈坑

在鍵合表面金屬化的情況下，絕緣層(氧化物或?qū)娱g電介質(zhì))和本體材料(硅)分離或脫落。在絕緣層中顯示凹坑或凹陷（未延伸到本體中）的分離界面不視為毀壞。需要注意的是，凹坑可由多個因素引起，這些因素包括引線鍵合操作、鍵合后處理，甚至引線鍵合剪切測試本身的行為等。剪切試驗前出現(xiàn)的凹坑是不可接受的。

4）芯片表面接觸

剪切工具接觸芯片表面并產(chǎn)生無效剪切值。這種情況可能是由于試樣放置不當(dāng)、芯片表面與剪切面不平行、剪切高度較低或儀器故障造成的。這種鍵合剪切類型是不可接受的，應(yīng)從剪切數(shù)據(jù)中剔除。

5）鍵合面剝離

鍵合表面金屬化與下層基板或基體材料之間的分離。有跡象表明鍵合表面金屬化層仍附著在球體或楔形/針腳式鍵合上。

2、芯片剪切力測試

a、芯片剪切

強(qiáng)度試驗的主要目的在于評估芯片與底座之間的附著強(qiáng)度，以綜合評價芯片安裝在底座上所采用的材料和工藝步驟的可靠性。這一測試方法直接關(guān)系到芯片封裝的質(zhì)量，并通過測量剪切力的大小來判斷其是否符合設(shè)計要求。同時，通過分析芯片剪切時的失效位置和失效模式，及時發(fā)現(xiàn)并糾正在芯片封裝過程中可能發(fā)生的問題。

3、錫球剪切力測試

a、芯片剪切

錫球剪切：將錫球面朝上，剪切臂的高度約為球體高度的1/3，且不接觸基底表面，使用0.28-0.50mm/s的恒定剪切速率將錫球從基板表面上剪切或推離的過程（見下圖）。造成這種分離所需的作用力將被記錄，稱為錫球剪切力，用來評價錫球的焊接質(zhì)量。

3、常用檢測設(shè)備

Alpha-W260推拉力測試機(jī)

1）設(shè)備介紹

a、多功能焊接強(qiáng)測試儀是用于為微電子引線鍵合后引線焊接強(qiáng)度測試、焊點與基板表面粘接力測試及其失效分析領(lǐng)域的專用動態(tài)測試儀器，常見的測試有晶片推力、金球推力、金線拉力等，采用高速力值采集系統(tǒng)。

b、根據(jù)測試需要更換相對應(yīng)的測試模組,系統(tǒng)自動識別模組量程?？梢造`活得應(yīng)用到不同產(chǎn)品的測試，每個工位獨立設(shè)置安全高度位及安全限速，防止誤操作對測試針頭造成損壞。且具有測試動作迅速、準(zhǔn)確、適用面廣的特點。

c、適用于半導(dǎo)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、軍工等等。亦可用于各種電子分析及研究單位失效分析領(lǐng)域以及各類院校教學(xué)和研究。

2）設(shè)備特點

3)檢測流程

a、試驗準(zhǔn)備

確保試驗環(huán)境和設(shè)備符合標(biāo)準(zhǔn)要求，完成設(shè)備校準(zhǔn)，并準(zhǔn)備好待測的汽車電子元器件。檢查測試設(shè)備的穩(wěn)定性和精度，確保剪切力測試裝置能夠提供標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的剪切力，避免測試誤差。

b、參數(shù)設(shè)定

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置試驗參數(shù)，以確保測試的可靠性和一致性。常見的剪切力測試參數(shù)如下：

剪切速度：設(shè)定為符合標(biāo)準(zhǔn)的固定速度，通常需保持一致以確保結(jié)果的可比性。

剪切角度：根據(jù)元器件設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)定適當(dāng)?shù)募羟薪嵌?，確保數(shù)據(jù)有效。

剪切力：在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)剪切力，以符合測試的標(biāo)準(zhǔn)要求，保證測試的精度。

c、樣品準(zhǔn)備

將待測元器件放置在剪切測試裝置中，確保元器件和鍵合線連接部件完整、無損，并按以下要求操作：

檢查樣品完整性：確保樣品無任何損壞或缺陷。

固定樣品：將樣品牢固固定在試驗裝置中，以防止試驗過程中發(fā)生位置移動或樣品變形。

確保連接部件暴露：確保鍵合線連接部件正確暴露，以便測試裝置能夠準(zhǔn)確施加剪切力。

遵循標(biāo)準(zhǔn)要求：嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求放置樣品，確保測試準(zhǔn)確性。

d、試驗執(zhí)行

啟動測試設(shè)備，在預(yù)設(shè)參數(shù)條件下施加剪切力，對元器件的鍵合線連接進(jìn)行剪切力測試。記錄剪切力值、斷裂情況及其他相關(guān)數(shù)據(jù)。

e、數(shù)據(jù)分析

收集并分析測試過程中的剪切力、斷裂模式等數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品的鍵合線連接強(qiáng)度和可靠性進(jìn)行評估，判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

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