最近,我們接待了一位做PCB元器件制造的客戶,他們遇到了一個棘手的質量問題:同樣是0201規(guī)格的貼片,在不同批次的電路板上表現出的焊接強度差異很大,有的輕輕一碰就掉,有的怎么推都推不掉??蛻粝胫?,究竟是焊接工藝出了問題,還是元器件本身存在差異?帶著這個疑問找到了我們,希望通過專業(yè)的推拉力測試,對兩塊板相同位置的元器件進行對比分析,找到問題根源。本文科準測控小編將基于PCB板及元器件的實際測試案例,為您詳細解讀如何通過推拉力測試機精準評估PCB板元器件的焊接強度,幫助有需要的朋友建立科學的質量管控體系。
一、測試原理
PCB元器件推力測試(又稱芯片剪切力測試)的核心原理是剪切力學原理,通過對元器件側面施加平行于PCB板面的推力,直至元器件從焊盤上脫落,記錄整個過程中的力值變化。
二、測試標準
1. IPC-TM-650 試驗方法手冊:國際電子工業(yè)聯接協會發(fā)布的測試方法標準,其中涉及元器件剪切強度的測試方法,是行業(yè)內通用參考標準。
2. JESD22-B117A 半導體器件剪切強度測試方法
3. MIL-STD-883 微電子器件測試方法標準
4. GB/T 4937.22-2018 半導體器件 機械和氣候試驗方法
三、測試設備與條件
1.Beta-S100推拉力測試機
設備簡介:
配置5kg量程傳感器,滿足0201微小器件推力測試需求,精度等級0.5級,最小分辨率可達0.1g,確保微小力值精準測量,四軸運動平臺,位移控制精度高,可精準定位微小器件,高倍率CCD攝像頭,具備十字激光對中功能,精準定位器件位置。
2.測試條件:
測試速度:200μm/s
剪切高度:10μm(設置為元器件厚度的1/3處)
測試類型:破壞性測試
合格力值標準:1000g(根據客戶要求設定)
環(huán)境溫度:常溫(23±2℃)
3.測試樣品
PCB板(客戶提供的兩塊板,分別為光板試樣和焊接元器件試樣)
四、測試步驟
步驟一:樣品檢查與準備
檢查PCB樣品外觀,確認元器件位置標記清晰。用無塵布輕輕擦拭樣品表面,去除可能影響測試的灰塵和污染物。將樣品固定在測試平臺的真空吸附夾具上,確保板面水平無晃動。
步驟二:推刀安裝與對中
安裝平頭推刀。通過光學系統(tǒng)將推刀移動至待測器件長邊中心位置。設置剪切高度10μm(約為器件厚度的1/3)。
步驟三:設備參數設置
在測試軟件中設置以下參數:
- 測試模式:破壞性測試
- 測試速度:200μm/s
- 剪切高度:10μm
- 傳感器量程:5kg
- 合格力值:1000g
- 數據記錄:開啟推力-時間曲線記錄
步驟四:執(zhí)行測試
1. 啟動測試程序,推刀以200μm/s速度勻速推動器件
2. 實時觀察推力-時間曲線變化
3. 測試持續(xù)至器件脫落,設備自動記錄zuida推力值
4. 保存測試數據,記錄失效分類代碼
步驟五:失效模式觀察
取下測試后的樣品,用顯微鏡觀察焊點破壞形態(tài),記錄失效模式分類:
- 分類1:焊接界面失效(器件與焊盤界面分離)
- 分類2:焊料內聚失效(焊錫部分殘留在器件和焊盤兩側)
- 分類3:元器件本體破壞(器件碎裂)
- ungraded:無法明確分類
步驟六:重復測試
按步驟四至五依次完成同塊板其他位置及第二塊板的測試。
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