現代電子制造領域,元器件可靠性是決定產品質量和壽命的關鍵因素。據統計,電子設備失效案例中約35%與焊接缺陷相關,其中焊點強度不足是主要誘因。推拉力測試作為評估電子元器件機械強度和連接可靠性的"黃金標準",能夠有效驗證焊接工藝的穩定性,預測產品在實際應用中的表現。本文科準測控小編將系統介紹推拉力測試的技術原理、國際標準體系、先進測試設備以及標準操作流程。
一、測試原理
推拉力測試是通過施加垂直于或平行于基板方向的機械力,測量電子元件與基板間結合強度的動態檢測方法。其核心原理在于模擬元器件在實際使用環境中可能遭受的機械應力,量化評估連接界面的可靠性。
1、關鍵力學參數
最大剪切力/拉力:直接反映黏合層的機械強度
斷裂模式:分為內聚破壞、界面破壞和基材破壞三種類型
力-位移曲線:用于分析黏合層的韌性和均勻性
2、典型失效模式
焊料層斷裂:發生在焊料內部
界面剝離:焊料與PCB焊盤或元件端子分離
基材損傷:銅箔被拉起或FR4基材分層
二、測試標準體系
1. JEDEC標準(微電子行業)
JESD22-B117A:BGA凸點剪切測試
JESD22-B115:冷焊凸塊拉力測試
JESD22-B116:金球剪切測試
2. jun用標準MIL-STD-883
Method 2019:jun用電子器件的黏合強度測試
Method 2037:鍵合線拉力測試要求
3. IPC標準(電子組裝領域)
IPC-J-STD-002E:不同封裝器件的測試條件
0603電阻:推力≥3.0N
QFP引腳:拉力≥5.0N/引腳
三、測試設備(以Alpha W260為例)
1、Alpha W260推拉力測試機
A、設備介紹
Alpha-W260自動推拉力測試機用于為微電子引線鍵合后引線焊接強度測試、焊點與基板表面粘接力測試及其失效分析領域的專用動態測試儀器,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。根據測試需要更換相對應的測試模組,系統自動識別模組,并自由切換量程。
B、推刀或鉤針
鉤針(25-75μm):金線拉力測試
推刀(鍵合點直徑2.5倍):剪切測試
特殊頂針和夾持裝置:異形元器件測試
C、常用工裝夾具
四、測試流程
步驟一、測試前準備
設備校準:力傳感器零點校準和量程驗證
樣品準備:確保無可見損傷或污染
環境控制:溫度23±5℃,濕度40-60% RH
步驟二、測試執行
參數設置:
測試速度:推力100-800μm/s,拉力0.2-2.0 mm/s
終止條件:力值下降80%或位移達到設定值
精確定位:使用集成顯微鏡找到待測位置
測試執行:自動完成力值施加和數據記錄
步驟三、數據分析與報告
1、結果分析
計算最大破壞力和單位面積強度
分析失效模式
統計測試數據(平均值、標準差)
2、測試報告
包含測試條件、樣品信息、原始數據
附著力-位移曲線和失效部位顯微照片
給出明確結論和改進建議
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