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：通過分析焊點(diǎn)在受力過程中的變化趨勢(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、汽車電子、航空航天 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、焊盤/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)開始，不同失效界面代表不同的機(jī)理。
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