從設(shè)備選擇到數(shù)據(jù)解讀 | 無(wú)鉛焊點(diǎn)推力測(cè)試全面解析

最近，有不少半導(dǎo)體行業(yè)的朋友向小編咨詢，如何利用推拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行PCBA無(wú)鉛焊點(diǎn)的推拉力測(cè)試。隨著電子產(chǎn)品向小型化、高集成化和多功能化的方向發(fā)展，焊點(diǎn)的可靠性變得越來(lái)越重要。無(wú)鉛焊點(diǎn)作為環(huán)保要求下的產(chǎn)物，其可靠性問(wèn)題成為研究的熱點(diǎn)。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將探討PCBA無(wú)鉛焊點(diǎn)的推拉力測(cè)試，這是評(píng)估焊點(diǎn)可靠性的重要手段之一。

無(wú)鉛焊點(diǎn)的重要性

無(wú)鉛焊點(diǎn)由于不含鉛，對(duì)環(huán)境更為友好，但其熔點(diǎn)較高，潤(rùn)濕性較差，這可能導(dǎo)致焊點(diǎn)的可靠性問(wèn)題。因此，對(duì)無(wú)鉛焊點(diǎn)進(jìn)行推拉力測(cè)試，可以模擬焊點(diǎn)的機(jī)械失效模式，分析焊點(diǎn)或器件的失效原因，評(píng)估組件的可靠性。

一、推拉力測(cè)試的目的和標(biāo)準(zhǔn)

推拉力測(cè)試用于驗(yàn)證印刷電路板上BGA錫球及小型貼片零件的推力測(cè)試，QFP引腳的拉力測(cè)試。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)包括JEDEC JESD22-B117A Solder Ball Shear錫球剪切力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和JISZ 3198-6-2003無(wú)鉛焊劑的試驗(yàn)方法。

相關(guān)元器件推力測(cè)試要求如下：

不同元器件的推拉力標(biāo)準(zhǔn)不同，例如CHIP0402的推力標(biāo)準(zhǔn)為≥0.65Kgf，CHIP0603為≥1.2Kgf，CHIP0805為≥2.30Kgf，CHIP1206為≥3.00Kgf，SIM卡連接器為≥1.0Kgf，SOT23為≥6.00Kgf，T-Flash卡座為≥5.5Kgf。

二、相關(guān)測(cè)試設(shè)備

1、Beta S100 推拉力測(cè)試機(jī)

1）設(shè)備概述

a、多功能焊接強(qiáng)度測(cè)試儀是一種專為微電子領(lǐng)域設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備，用于評(píng)估引線鍵合后的焊接強(qiáng)度、焊點(diǎn)與基板的粘接強(qiáng)度以及進(jìn)行失效分析。該儀器能夠執(zhí)行多種測(cè)試，如晶片推力測(cè)試、金球推力測(cè)試和金線拉力測(cè)試，配備有高速力值采集系統(tǒng)，以確保測(cè)試的精確性。

b、用戶可以根據(jù)具體的測(cè)試需求更換相應(yīng)的測(cè)試模塊，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別并調(diào)整到合適的量程。這種靈活性使得設(shè)備能夠適應(yīng)不同產(chǎn)品的測(cè)試需求。每個(gè)測(cè)試工位都設(shè)有獨(dú)立安全高度和速度限制，以防止因誤操作而損壞測(cè)試探頭。該系統(tǒng)以快速、精確和廣泛的適用性為特點(diǎn)。

c、該測(cè)試儀廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路封裝測(cè)試、LED封裝測(cè)試、光電器件封裝測(cè)試、PCBA電子組裝測(cè)試，以及汽車電子、航空航天和軍事等領(lǐng)域。同時(shí)，它也適用于電子分析和研究單位進(jìn)行失效分析，以及教育機(jī)構(gòu)的教學(xué)和研究活動(dòng)。

d、為了滿足廣泛的客戶需求，我們提供了一系列可選的測(cè)量夾具，這些夾具易于安裝和拆卸，并且可以360度旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同角度的測(cè)試需求。此外，設(shè)備配備了左右兩側(cè)的搖桿，使得機(jī)器操作和軟件控制更加便捷。

2）設(shè)備特點(diǎn)

三、測(cè)試流程

步驟一：測(cè)試準(zhǔn)備

a、選擇合適的傳感器及推刀

根據(jù)測(cè)試要求和樣品的特性，選擇合適的傳感器和推刀。傳感器的量程應(yīng)能夠覆蓋預(yù)期的最大推拉力值。

b、設(shè)置測(cè)試參數(shù)

在剪切力拉力測(cè)試儀上設(shè)置必要的測(cè)試參數(shù)，包括測(cè)試速度、力值范圍、測(cè)試模式（推力或拉力）等。

c、固定樣品

將PCBA樣品固定于剪切力拉力測(cè)試儀的測(cè)試臺(tái)上，確保樣品穩(wěn)定且不會(huì)在測(cè)試過(guò)程中移動(dòng)。

d、調(diào)整推刀位置

轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(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。確保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。

e、緊固樣品臺(tái)

在調(diào)整好推刀位置后，緊固樣品臺(tái)，確保在施加推力時(shí)樣品不會(huì)發(fā)生位移。

f、施加推力并記錄數(shù)據(jù)

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)的力值。這一步驟是測(cè)試的關(guān)鍵，需要精確控制和記錄。

g、結(jié)果評(píng)定（如有需要）

在測(cè)試完成后，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果評(píng)定。這可能包括與標(biāo)準(zhǔn)值的比較，或是對(duì)測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析。

步驟二：測(cè)試結(jié)果分析

a、失效判據(jù)

確定焊點(diǎn)是否失效的依據(jù)是施加的外力是否小于旨定試驗(yàn)條件、組成和結(jié)構(gòu)所要求的最小焊點(diǎn)強(qiáng)度。如果焊點(diǎn)在達(dá)到這一最小強(qiáng)度前發(fā)生分離，則判定為失效。

b、記錄剪切力值

在測(cè)試過(guò)程中，詳細(xì)記錄剪切力值。這些數(shù)據(jù)對(duì)于后續(xù)分析焊點(diǎn)的強(qiáng)度和可靠性至關(guān)重要。

c、觀察失效界面

在記錄剪切力值的同時(shí)，觀察焊點(diǎn)破壞的失效界面。這有助于理解焊點(diǎn)失效的原因，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行更準(zhǔn)確的解釋。

d、數(shù)據(jù)分析

對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，包括計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，以及進(jìn)行任何必要的比較分析。

e、編制詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告，包括測(cè)試條件、測(cè)試結(jié)果、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論。確保報(bào)告準(zhǔn)確、完整，并且具有可追溯性。

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