芯片及元器件焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試|推拉力測(cè)試機(jī)的應(yīng)用與操作

在半導(dǎo)體技術(shù)和電子制造領(lǐng)域，焊點(diǎn)的強(qiáng)度測(cè)試是一個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)。隨著電子設(shè)備的復(fù)雜性和集成度不斷提高，對(duì)焊接工藝的要求也日益嚴(yán)格。焊點(diǎn)作為電子組件與電路板之間的物理和電氣連接點(diǎn)，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(duì)芯片及元器件的焊點(diǎn)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)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(zhǔn)測(cè)控小編將深入探討芯片及元器件焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試的重要性、測(cè)試方法、以及測(cè)試結(jié)果對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的影響。我們將分析當(dāng)前行業(yè)內(nèi)采用的焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)，包括破壞性測(cè)試和非破壞性測(cè)試，以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

一、測(cè)試目的

焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試是確保電子組件可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它主要包含兩個(gè)核心目的：

1、研究和提升焊點(diǎn)可靠性：通過(guò)識(shí)別影響焊點(diǎn)可靠性的因素，我們可以對(duì)這些因素進(jìn)行調(diào)整或改善，以提高焊點(diǎn)的整體可靠性。

2、預(yù)測(cè)焊點(diǎn)壽命：通過(guò)分析焊點(diǎn)在受力過(guò)程中的變化趨勢(shì)和規(guī)律，我們可以預(yù)測(cè)焊點(diǎn)的壽命，并據(jù)此找到設(shè)計(jì)依據(jù)，優(yōu)化焊點(diǎn)設(shè)計(jì)，從而提高焊點(diǎn)的壽命。

焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試主要包含以下三種試驗(yàn)方法：

a、破壞性鍵合強(qiáng)度試驗(yàn)：這種試驗(yàn)的目的是測(cè)量鍵合強(qiáng)度，評(píng)估鍵合強(qiáng)度的分布情況，或確定鍵合強(qiáng)度是否達(dá)到規(guī)定的要求。

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

c、剪切強(qiáng)度試驗(yàn)：這種試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證將半導(dǎo)體芯片或表面安裝的無(wú)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(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

參考標(biāo)準(zhǔn)JISZ198-7-2003進(jìn)行試驗(yàn)

三、常用檢測(cè)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(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。傳感器的測(cè)試精度需達(dá)到各測(cè)試滿量程的±0.25%，以滿足高精度測(cè)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(cè)試類型，如引線鍵合強(qiáng)度測(cè)試、芯片剪切強(qiáng)度測(cè)試和BGA焊球剪切力測(cè)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(cè)試需求，確保在不同測(cè)試條件下都能提供準(zhǔn)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(cè)樣品。

鉤針和推刀的材料和設(shè)計(jì)應(yīng)保證在測(cè)試過(guò)程中不會(huì)對(duì)樣品造成不必要的損傷。

4、推薦設(shè)備

1) Alpha-W260推拉力測(cè)試機(jī)

多功能推拉力測(cè)試機(jī)是一種專為微電子引線鍵合后引線焊接強(qiáng)度測(cè)試、焊點(diǎn)與基板表面粘接力測(cè)試及其失效分析而設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)測(cè)試儀器。它能夠進(jìn)行晶片推力、金球推力、金線拉力等多種測(cè)試，配備高速力值采集系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。該設(shè)備支持根據(jù)測(cè)試需求更換相應(yīng)的測(cè)試模組，系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別模組量程，靈活適應(yīng)不同產(chǎn)品的測(cè)試需求。每個(gè)工位都設(shè)有獨(dú)立安全高度位和安全限速，以防止誤操作損壞測(cè)試針頭。其測(cè)試動(dòng)作迅速、準(zhǔn)確，適用面廣泛，不僅適用于半導(dǎo)體IC封裝測(cè)試、LED封裝測(cè)試、光電子器件封裝測(cè)試、PCBA電子組裝測(cè)試、汽車(chē)電子、航空航天、軍工等領(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(xué)和研究工作。

2）設(shè)備特點(diǎn)

四、試驗(yàn)流程

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

步驟二、固定樣品：將樣品固定于剪切力拉力測(cè)試儀的測(cè)試臺(tái)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(dòng)、移動(dòng)樣品臺(tái)，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(yàn)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(jìn)行試驗(yàn)，并施加水平方向的均勻力值。

步驟四、緊固樣品臺(tái)并施加推力：緊固樣品臺(tái)后，對(duì)焊點(diǎn)施加推力，記錄焊點(diǎn)從固定位置上剪切下來(lái)的力。

步驟五、結(jié)果評(píng)定：如有需要，進(jìn)行結(jié)果評(píng)定，驗(yàn)證焊點(diǎn)的強(qiáng)度和可靠性。

步驟六、失效判據(jù)

若施加外力小于旨定試驗(yàn)條件、組成和結(jié)構(gòu)所要求的最小焊點(diǎn)強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)焊點(diǎn)分離，則為失效。

在記錄剪切力值的過(guò)程中，需要觀察焊點(diǎn)破壞的失效界面，這對(duì)解釋剪切強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果非常有幫助。

對(duì)于一個(gè)焊點(diǎn)而言，至少存在三個(gè)界面：集焊料/焊盤(pán)、焊盤(pán)/PCB基板、元器件端子/焊料。剪切試驗(yàn)中焊點(diǎn)破壞一般從最薄弱環(huán)節(jié)開(kāi)始，不同失效界面代表不同的機(jī)理。

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