最近，我們接到了一些來自半導(dǎo)體行業(yè)的客戶的咨詢，他們表達(dá)了對元器件焊點(diǎn)推力測試的需求。在現(xiàn)代電子制造領(lǐng)域，元器件焊點(diǎn)的可靠性對于整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命至關(guān)重要。焊點(diǎn)推力測試作為一種評估焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度的有效手段，能夠模擬實(shí)際使用中焊點(diǎn)可能遭受的應(yīng)力，從而預(yù)測其在長期運(yùn)行中的性能和耐久性。本文科準(zhǔn)測控小編將深入探討元器件焊點(diǎn)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(diǎn)的質(zhì)量和可靠性。
一、測試原理
元器件焊點(diǎn)推力測試的原理是通過專用的推拉力測試機(jī)對焊點(diǎn)施加一個(gè)逐漸增加的力，直至焊點(diǎn)發(fā)生破壞，從而測量焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度。測試過程中，通過左右搖桿將測試頭移動(dòng)至所測試產(chǎn)品后上方，Z軸自動(dòng)向下移動(dòng)，當(dāng)測試針頭觸至測試基板表面后，Z向觸信號(hào)啟動(dòng)，停止下降，Z軸向上升至設(shè)定的剪切高度后開始推力測試。Y軸按軟件設(shè)定的測試速度勻速移動(dòng)，當(dāng)產(chǎn)品斷裂后自動(dòng)停止，顯示測試數(shù)據(jù)。
二、元器件相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)
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(jī)進(jìn)行測試，推力測試角度不超過30度，記錄脫焊數(shù)值，合格標(biāo)準(zhǔn)為≥0.60Kgf。
對于CHIP0603元件，測試方法類似，但合格標(biāo)準(zhǔn)為≥1.00Kgf。
對于CHIP0805元件，合格標(biāo)準(zhǔn)為≥1.50Kgf。
對于SIM卡（六個(gè)腳），合格標(biāo)準(zhǔn)為≥6.00Kgf。
對于SIM卡（六個(gè)腳，左右方向），合格標(biāo)準(zhǔn)為≥5.00Kgf。
三、測試設(shè)備
1、Beta S100推拉力測試機(jī)
1）設(shè)備概述
a、推拉力測試機(jī)是一種專為微電子領(lǐng)域設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)測試設(shè)備，用于評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(jù)具體的測試需求更換相應(yīng)的測試模塊，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)品的測試需求。每個(gè)測試工位都設(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、該推拉力測試機(jī)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)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(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)。
2）設(shè)備特點(diǎn)
3）常用推刀類型
4）實(shí)測案例展示
四、測試應(yīng)用
推力測試在電子制造中的應(yīng)用廣泛，包括評估BGA封裝料件焊點(diǎn)的可靠性、IC與PCB之間焊點(diǎn)的可靠性以及貼片式料件焊點(diǎn)的可靠性。通過推力測試，可以模擬焊點(diǎn)的機(jī)械失效模型，分析焊點(diǎn)或器件失效原因，評價(jià)料件的可靠性。
1、評估BGA封裝料件焊點(diǎn)的可靠性
推力測試時(shí)，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(yīng)結(jié)合放大鏡觀察焊接實(shí)際情況對焊點(diǎn)的可靠性進(jìn)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(diǎn)的可靠性
客戶旨定測試高度3000μm，測試速度按照J(rèn)ESD22-B117A標(biāo)準(zhǔn)，低速推力測試速度應(yīng)介于100 - 800 μm/s之間，選取100μm/s進(jìn)行推力測試。觀察測試后料件底部焊點(diǎn)情況，以及測試獲得的推力值和曲線分析料件焊點(diǎn)的可靠性。測試目的: 由于料件實(shí)際上板應(yīng)用后出現(xiàn)本體外殼脫落的情況，所以用推拉力測試仿真機(jī)械失效模型。通過測試后的推力值和現(xiàn)象檢測焊點(diǎn)的牢固度。
3、評估貼片式料件焊點(diǎn)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(shí)測案例
BGA推力測試
1、測試標(biāo)準(zhǔn)
JEDEC JESD22-B117B 2014：這是一項(xiàng)由JEDEC（固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)）發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)描述了焊球剪切測試的程序、要求、測試設(shè)備以及如何評估測試結(jié)果等關(guān)鍵信息。
2、測試參數(shù)
測試速度：100 µm/s，這是根據(jù)JESD22-B117B標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備
設(shè)備：Beta S100推拉力測試儀。
4、測試結(jié)果
單位換算：在測試結(jié)果中，我們注意到1kgf等于9.81N的換算關(guān)系，這對于將測試結(jié)果轉(zhuǎn)換為國際單位制（SI）中的牛頓（N）至關(guān)重要。
5、測試流程
a、樣品準(zhǔn)備：將BGA樣品固定在測試設(shè)備的工作臺(tái)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J(rèn)EDEC JESD22-B117B 2014標(biāo)準(zhǔn)，以100 µm/s的速度進(jìn)行推力測試，測試高度設(shè)定為10µm。
c、數(shù)據(jù)記錄：記錄推力測試過程中的最大推力值，以及焊點(diǎn)的破壞情況。
d、結(jié)果分析：結(jié)合放大鏡觀察焊接實(shí)際情況，評估焊點(diǎn)的可靠性。理論上，推力值越大，焊點(diǎn)的可靠性越高。
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