在電子制造領(lǐng)域,線路板(PCB)上元器件焊點(diǎn)的可靠性直接決定了整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量與壽命。無論是智能手機(jī)、汽車電子,還是航空航天設(shè)備,一個(gè)微小的焊點(diǎn)失效都可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。因此,對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試是質(zhì)量控制中至關(guān)重要的一環(huán)。
其中,焊點(diǎn)推力測(cè)試 作為一種高效、直觀的定量檢測(cè)方法,被廣泛應(yīng)用于電阻、電容、電感、晶體管等表面貼裝(SMT)元器件的焊接強(qiáng)度評(píng)估。它能精確測(cè)量焊點(diǎn)在外力作用下發(fā)生斷裂時(shí)所能承受的最大力值,從而判斷焊點(diǎn)是否存在虛焊、冷焊、焊接不足等缺陷。科準(zhǔn)測(cè)控本文將深入探討焊點(diǎn)推力測(cè)試的原理、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并重點(diǎn)介紹如何使用Alpha W260推拉力測(cè)試儀 完成這一測(cè)試,為您的產(chǎn)品質(zhì)量保駕護(hù)航。
一、 測(cè)試原理
焊點(diǎn)推力測(cè)試的基本原理是牛頓第三定律。通過一個(gè)特制的推力測(cè)試治具(如頂?shù)?、鉤爪等),以恒定且垂直于PCB板面的方向(或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求的角度)向元器件的特定部位施加推力。測(cè)試儀器持續(xù)記錄推力值的變化,直至焊點(diǎn)發(fā)生斷裂(可以是焊盤剝離、焊錫本身斷裂或元器件引腳斷裂)。
此時(shí)儀器記錄下的峰值力值,即為該焊點(diǎn)的推力強(qiáng)度。通過將實(shí)測(cè)值與預(yù)設(shè)的合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,即可客觀地判定該焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度是否滿足要求。
二、 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
IPC/JEDEC J-STD-002: 針對(duì)有引腳元器件的焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試。
IPC/JEDEC J-STD-020: 雖然主要針對(duì)潮濕敏感度,但其相關(guān)的可靠性測(cè)試中會(huì)涉及機(jī)械應(yīng)力。
GJB 548B (軍標(biāo)): 方法中包含了微電子器件的機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試。
企業(yè)/internal標(biāo)準(zhǔn): 許多大型制造商會(huì)根據(jù)自身產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景(如汽車、工業(yè)控制等)制定更為嚴(yán)格的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。
三、 測(cè)試儀器
1、Alpha W260推拉力測(cè)試儀
Alpha W260推拉力測(cè)試儀是一款高精度、多功能的材料力學(xué)性能測(cè)試設(shè)備,特別適用于微電子領(lǐng)域的焊點(diǎn)、引線、粘合劑等強(qiáng)度的測(cè)試。
主要特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì):
高精度力值測(cè)量: 采用高分辨率傳感器,力值測(cè)量精度高,重復(fù)性好,確保數(shù)據(jù)的可靠性。
寬范圍力值測(cè)試: 測(cè)試力范圍覆蓋廣,適用于從0402小元件到大型連接器等不同規(guī)格的器件。
用戶友好軟件:內(nèi)置的專業(yè)測(cè)試軟件能夠?qū)崟r(shí)顯示力-位移曲線,自動(dòng)計(jì)算最大剪切力、能量等參數(shù),并生成詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告。
豐富的治具配置: 提供多種推力、剪切力治具,測(cè)試靈活性及高。
四、 測(cè)試流程(以測(cè)試一個(gè)SMD電阻為例)
步驟1:準(zhǔn)備工作
儀器開機(jī): 啟動(dòng)Alpha W260測(cè)試儀及配套軟件,預(yù)熱并進(jìn)行傳感器歸零。
樣品固定: 將待測(cè)線路板牢固地固定在儀器的測(cè)試平臺(tái)上,確保測(cè)試時(shí)PCB無任何移動(dòng)。
選擇并安裝治具: 根據(jù)被測(cè)元器件類型(如片式電阻)選擇合適的推力頂?shù)丁m數(shù)兜膶挾葢?yīng)略小于元器件的長度,以確保推力作用于元器件本體中上部,而非直接頂在焊點(diǎn)上。
參數(shù)設(shè)置: 在軟件中設(shè)置測(cè)試參數(shù):
測(cè)試模式: 推力測(cè)試。
行程限值: 設(shè)置一個(gè)安全的移動(dòng)上限,防止意外撞擊。
目標(biāo)力值/終止條件: 通常設(shè)置為“峰值力下降百分比",如峰值力下降80%時(shí)自動(dòng)停止。
步驟2:對(duì)位與調(diào)零
使用儀器的手動(dòng)操控旋鈕或軟件微調(diào)功能,移動(dòng)測(cè)試臂,使推力頂?shù)遁p輕接觸被測(cè)元器件的側(cè)面中心位置。
在軟件界面進(jìn)行“位置清零",確保測(cè)試起始位置準(zhǔn)確。
步驟3:執(zhí)行測(cè)試
點(diǎn)擊軟件上的“開始測(cè)試"按鈕。儀器將按照預(yù)設(shè)速度勻速施加推力。
實(shí)時(shí)觀察力值-位移曲線的變化。
步驟4:測(cè)試完成與結(jié)果記錄
當(dāng)焊點(diǎn)斷裂,力值瞬間跌落,儀器自動(dòng)停止并記錄峰值力。
軟件界面會(huì)清晰顯示本次測(cè)試的最大推力值。
抬起測(cè)試臂,取出測(cè)試完成的樣品。
步驟5:結(jié)果分析與失效模式判定
數(shù)據(jù)分析: 軟件會(huì)自動(dòng)將峰值力與預(yù)設(shè)的合格/不合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,并給出判定結(jié)果。
失效分析: 觀察焊點(diǎn)斷裂后的形態(tài)至關(guān)重要。常見的失效模式有:
焊錫斷裂: 斷裂面在焊料內(nèi)部,通常表明焊接良好。
焊盤剝離: PCB上的銅焊盤從基材上剝離,可能意味著PCB質(zhì)量或工藝問題。
元器件斷裂: 元器件本體損壞,表明元器件強(qiáng)度或推力過大。
步驟6:生成報(bào)告
測(cè)試完成后,可通過軟件一鍵生成包含測(cè)試數(shù)據(jù)、曲線圖和判定結(jié)果的詳細(xì)測(cè)試報(bào)告,便于質(zhì)量追溯和分析。
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