在電子制造領(lǐng)域，表面貼裝技術(shù)（SMT）已成為主流工藝。其中，芯片元件（如電阻、電容、電感）的焊接質(zhì)量直接決定了印刷電路板組件（PCBA）的可靠性和使用壽命。一個(gè)脆弱的焊點(diǎn)就如同“阿喀琉斯之踵”，可能在運(yùn)輸震動(dòng)、日常使用或極端環(huán)境中發(fā)生斷裂，導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品失效。

因此，如何科學(xué)、準(zhǔn)確地評(píng)估焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度，是確保電子產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將深入探討芯片元件焊點(diǎn)強(qiáng)度的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、原理、方法及應(yīng)用，并介紹如何利用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行有效驗(yàn)證，為工藝改進(jìn)和品質(zhì)控制提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

一、測(cè)試原理

焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試，通常采用剪切測(cè)試（Shear Test） 的原理。其核心方法是使用一個(gè)精密的測(cè)力裝置，將一個(gè)平整的推刀（Test Tool）以恒定的速度對(duì)準(zhǔn)芯片元件的側(cè)面（即垂直于元件端電極的方向）施加推力。推力持續(xù)增加，直至焊點(diǎn)發(fā)生斷裂或脫落。測(cè)試設(shè)備實(shí)時(shí)記錄整個(gè)過程中力值的變化，其峰值（最大值）即為該焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度。

通過分析力值曲線和失效后的焊點(diǎn)形態(tài)，工程師不僅可以獲得強(qiáng)度的量化數(shù)據(jù)，更能深入理解焊點(diǎn)的失效機(jī)理。

二、測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試并非隨意進(jìn)行，必須遵循國(guó)際公認(rèn)的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，以確保測(cè)試結(jié)果的一致性和可比性。最核心的標(biāo)準(zhǔn)包括：

IPC-J-STD-001 《焊接的電氣和電子組件要求》：此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了焊接組裝的材料、方法和檢驗(yàn)要求，是焊接工藝的權(quán)威指南。

IPC-A-610 《電子組件的可接受性》：這是電子組裝行業(yè)的“視覺圣經(jīng)”，它詳細(xì)定義了包括焊點(diǎn)強(qiáng)度在內(nèi)的各類工藝的可接受條件。

注：這些標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了不同尺寸和類型的元件所需達(dá)到的最低剪切強(qiáng)度要求。

例如，對(duì)于常見的1608（0603公制）封裝 chip 元件，其典型的最小剪切強(qiáng)度要求為不低于5.0牛頓（N）。更大或更小的元件則有相應(yīng)不同的力值要求。

三、檢測(cè)設(shè)備

1、Alpha W260推拉力測(cè)試機(jī)

Alpha W260推拉力測(cè)試機(jī)是專為微電子封裝可靠性測(cè)試設(shè)計(jì)的高精度設(shè)備，特別適合PCBA電路板SMD及DIP電子元器件焊接強(qiáng)度測(cè)試需求：

1、設(shè)備特點(diǎn)

高精度：全量程采用自主研發(fā)的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

功能性：支持多種測(cè)試模式，如晶片推力測(cè)試、金球推力測(cè)試、金線拉力測(cè)試以及剪切力測(cè)試等。

操作便捷：配備專用軟件，操作簡(jiǎn)單，支持多種數(shù)據(jù)輸出格式，能夠完美匹配工廠的SPC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2、多功能測(cè)試能力

支持拉力/剪切/推力測(cè)試

模塊化設(shè)計(jì)靈活配置

3、智能化操作

自動(dòng)數(shù)據(jù)采集

SPC統(tǒng)計(jì)分析

一鍵報(bào)告生成

4、安全可靠設(shè)計(jì)

獨(dú)立安全限位

自動(dòng)模組識(shí)別

防誤撞保護(hù)

5、夾具系統(tǒng)

多種規(guī)格的剪切工具（適用于不同尺寸焊球）

鉤型拉力夾具

定制化夾具解決方案

四、測(cè)試流程

1、樣品準(zhǔn)備：選取待測(cè)的PCBA樣板，確保其清潔、干燥。

2、設(shè)備校準(zhǔn)：根據(jù)設(shè)備操作手冊(cè)，對(duì)推拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行力傳感器和位移的歸零校準(zhǔn)。

3、安裝與對(duì)位

選擇與元件高度相匹配的推刀并安裝牢固。

將PCBA樣品固定在測(cè)試平臺(tái)上。

在軟件控制下，移動(dòng)平臺(tái)或推刀，通過顯微鏡或攝像頭觀察，使推刀邊緣與元件側(cè)面的中心高度對(duì)齊，并確保推刀與元件側(cè)面平行，接觸面約為元件高度的25%~50%。

參數(shù)設(shè)置：在軟件中設(shè)置測(cè)試速度（如標(biāo)準(zhǔn)推薦的1.0~5.0 mm/min）、測(cè)試行程和極限力值等參數(shù)。

執(zhí)行測(cè)試：?jiǎn)?dòng)測(cè)試程序，設(shè)備自動(dòng)推進(jìn)推刀，施加推力直至焊點(diǎn)失效，設(shè)備自動(dòng)記錄峰值力并停止。

5、數(shù)據(jù)記錄與失效分析

記錄峰值力值（單位：N或gf）。

取下樣品，在顯微鏡下觀察焊點(diǎn)失效模式（如焊料斷裂、界面IMC層斷裂、焊盤lift-off等），并拍照記錄。

結(jié)果判定：將測(cè)試結(jié)果與IPC等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小力值要求進(jìn)行對(duì)比，判定該焊點(diǎn)是否合格。

五、應(yīng)用場(chǎng)景

焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試貫穿于電子制造的全生命周期，其主要應(yīng)用包括：

1、工藝驗(yàn)證（Process Validation）：用于驗(yàn)證新焊接工藝（如換用新型焊膏、優(yōu)化回流焊溫度曲線）、新材料（如新規(guī)格的PCB或元件）的可靠性與 robustness（穩(wěn)健性）。

2、可靠性評(píng)估（Reliability Assessment）：作為產(chǎn)品可靠性測(cè)試（如振動(dòng)測(cè)試、機(jī)械沖擊測(cè)試、溫度循環(huán)測(cè)試）的一部分，用于評(píng)估產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下抗機(jī)械應(yīng)力的能力。

3、失效分析（Failure Analysis）：當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)批量性焊接故障時(shí)，通過推力測(cè)試后的失效模式分析，可以精準(zhǔn)定位問題根源（是錫膏問題、回流焊問題還是PCB設(shè)計(jì)問題），指導(dǎo)工藝改進(jìn)。

以上就是小編介紹的有關(guān)于芯片元件焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試的相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭Ｈ绻€對(duì)推拉力測(cè)試機(jī)怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項(xiàng)、作業(yè)指導(dǎo)書，原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測(cè)試儀操作規(guī)范、使用方法和測(cè)試視頻，焊接強(qiáng)度測(cè)試儀使用方法和鍵合拉力測(cè)試儀等問題感興趣，歡迎關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言。【科準(zhǔn)測(cè)控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測(cè)試機(jī)在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點(diǎn)、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。

審核編輯 黃宇