元器件焊點推力測試詳解：設備與方法的全面解析

最近，我們接到了一些來自半導體行業(yè)的客戶的咨詢，他們表達了對元器件焊點推力測試的需求。在現代電子制造領域，元器件焊點的可靠性對于整個設備的穩(wěn)定性和壽命至關重要。焊點推力測試作為一種評估焊點機械強度的有效手段，能夠模擬實際使用中焊點可能遭受的應力，從而預測其在長期運行中的性能和耐久性。本文科準測控小編將深入探討元器件焊點推力測試的重要性、測試方法、以及如何通過這些測試確保焊點的質量和可靠性。

一、測試原理

元器件焊點推力測試的原理是通過專用的推拉力測試機對焊點施加一個逐漸增加的力，直至焊點發(fā)生破壞，從而測量焊點的機械強度。測試過程中，通過左右搖桿將測試頭移動至所測試產品后上方，Z軸自動向下移動，當測試針頭觸至測試基板表面后，Z向觸信號啟動，停止下降，Z軸向上升至設定的剪切高度后開始推力測試。Y軸按軟件設定的測試速度勻速移動，當產品斷裂后自動停止，顯示測試數據。

二、元器件相關測試標準

對于CHIP0402元件，推力測試方法要求消除阻礙元件邊緣的其他元器件，使用推拉力機進行測試，推力測試角度不超過30度，記錄脫焊數值，合格標準為≥0.60Kgf。

對于CHIP0603元件，測試方法類似，但合格標準為≥1.00Kgf。

對于CHIP0805元件，合格標準為≥1.50Kgf。

對于SIM卡（六個腳），合格標準為≥6.00Kgf。

對于SIM卡（六個腳，左右方向），合格標準為≥5.00Kgf。

三、測試設備

1、Beta S100推拉力測試機

1）設備概述

a、推拉力測試機是一種專為微電子領域設計的動態(tài)測試設備，用于評估引線鍵合后的焊接強度、焊點與基板的粘接強度以及進行失效分析。該儀器能夠執(zhí)行多種測試，如晶片推力測試、金球推力測試和金線拉力測試，配備有高速力值采集系統(tǒng)，以確保測試的精確性。

b、用戶可以根據具體的測試需求更換相應的測試模塊，系統(tǒng)將自動識別并調整到合適的量程。這種靈活性使得設備能夠適應不同產品的測試需求。每個測試工位都設有獨立安全高度和速度限制，以防止因誤操作而損壞測試探頭。該系統(tǒng)以快速、精確和廣泛的適用性為特點。

c、該推拉力測試機廣泛應用于半導體集成電路封裝測試、LED封裝測試、光電器件封裝測試、PCBA電子組裝測試，以及汽車電子、航空航天和軍事等領域。同時，它也適用于電子分析和研究單位進行失效分析，以及教育機構的教學和研究活動。

2）設備特點

3）常用推刀類型

4）實測案例展示

四、測試應用

推力測試在電子制造中的應用廣泛，包括評估BGA封裝料件焊點的可靠性、IC與PCB之間焊點的可靠性以及貼片式料件焊點的可靠性。通過推力測試，可以模擬焊點的機械失效模型，分析焊點或器件失效原因，評價料件的可靠性。

1、評估BGA封裝料件焊點的可靠性

推力測試時，推力方向是平行于被測物平坦的表面；推力測試后，推力值還應結合放大鏡觀察焊接實際情況對焊點的可靠性進行評估。理論上被測樣品宜多，推力值越大越好。

2、評估IC與PCB之間焊點的可靠性

客戶旨定測試高度3000μm，測試速度按照JESD22-B117A標準，低速推力測試速度應介于100 - 800 μm/s之間，選取100μm/s進行推力測試。觀察測試后料件底部焊點情況，以及測試獲得的推力值和曲線分析料件焊點的可靠性。測試目的: 由于料件實際上板應用后出現本體外殼脫落的情況，所以用推拉力測試仿真機械失效模型。通過測試后的推力值和現象檢測焊點的牢固度。

3、評估貼片式料件焊點的可靠性

測試方法:AB膠、502固定到PCB板上，使推力方向和被測樣品表面保持平行。

五、實測案例

BGA推力測試

1、測試標準

JEDEC JESD22-B117B 2014：這是一項由JEDEC（固態(tài)技術協會）發(fā)布的標準，詳細描述了焊球剪切測試的程序、要求、測試設備以及如何評估測試結果等關鍵信息。

2、測試參數

測試速度：100 µm/s，這是根據JESD22-B117B標準推薦的低速推力測試速度范圍（100 - 800 µm/s）中選取的。

推力測試高度：10µm，這是客戶旨定的測試高度，用于確保測試的精確性。

3、測試設備

設備：Beta S100推拉力測試儀。

4、測試結果

單位換算：在測試結果中，我們注意到1kgf等于9.81N的換算關系，這對于將測試結果轉換為國際單位制（SI）中的牛頓（N）至關重要。

5、測試流程

a、樣品準備：將BGA樣品固定在測試設備的工作臺上，確保推力方向平行于被測物平坦的表面。

b、測試執(zhí)行：按照JEDEC JESD22-B117B 2014標準，以100 µm/s的速度進行推力測試，測試高度設定為10µm。

c、數據記錄：記錄推力測試過程中的最大推力值，以及焊點的破壞情況。

d、結果分析：結合放大鏡觀察焊接實際情況，評估焊點的可靠性。理論上，推力值越大，焊點的可靠性越高。

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