随着电子设备向微型化、高密度化方向发展,印制电路板(PCB)作为电子元器件的核心支撑与连接载体,其可靠性至关重要。其中,键合线(Bonding Wire)是连接芯片与封装引脚之间的微小金属导线,犹如芯片的“生命线”,其焊接强度直接决定了集成电路的长期稳定性和抗机械、热疲劳能力。一旦键合点存在缺陷或强度不足,极易导致开路失效,造成整个模块甚至设备的瘫痪。
因此,对键合线,尤其是PCB板上应用的合金线(如金线、铜线、银线等)进行严格的拉力测试,是确定保证产品质量与可靠性的关键环节。科准测控小编将详细的介绍PCB板合金线拉力测试的原理、遵循的标准、所需的专业仪器以及规范的操作的过程,为相关行业的质检、工艺和研发人员提供一份实用的技术参考。
其过程是使用一个精密的钩状探针(钩针),小心地钩住待测合金线的中间弧顶部位。通过测试机驱动钩针以恒定且缓慢的速度垂直向上运动,对键合线施加一个逐渐增大的垂直拉力(F)。这个拉力通过钩针传递到键合线的两个焊点(芯片上的球焊点和PCB上的楔形焊点)。力值持续增加,直到键合线被拉断或焊点从界面处脱离。
MIL-STD-883 Method 2011.7:《微电子器件试验方法标准》中的“键合强度”测试方法。
1、测试速度: 通常要求在0.1 mm/s至1.0 mm/s之间,具体根据线径和标准选择,确保测试是准静态的,避免动态冲击力。
2、钩针规格: 钩针的直径和形状一定要符合标准,通常要求钩针直径是键合线倍,以避免在钩挂时对线、最小拉力值: 标准对不同直径的键合线规定了最低可接受的拉力强度要求。例如,对于1.0 mil(25.4 μm)的金线,其最小拉力值通常要求不低于3.0 gf(克力)。
功能: 这是测试的核心设备,具备高精度力值传感器(分辨率可达0.001 gf)、精密的Z轴运动控制管理系统、高清光学显微镜和图像采集系统。它能够精确控制测试速度,实时采集力-位移数据,并准确判断断裂点。
由高强度钨钢或碳化钨材料制造成,具有不一样的直径和角度(如45°,90°),需根据键合线的线径和弧高进行选择。钩针一定要保持光滑、无毛刺,以免提前损伤键合线、工装夹具
用于牢固、无损地夹持待测PCB板或封装器件。夹具必须确保样品在测试过程中保持绝对稳定,不发生任何移动或振动,否则会引入测试误差。通常包括基座、压块和各种适配块,以适应不一样形状和尺寸的样品。
设备校准: 使用标准砝码对Alpha W260测试机进行力值传感器校准,确保测量精度。
步骤二、钩针选择与安装: 根据待测合金线 mil金线)选择正真适合的钩针(如直径10 mil),并将其牢固安装到测试机的传感器测头上。
步骤三、样品安装: 将待测PCB板平稳放置在工装夹具上,使用压块稳妥固定,确保样品无翘曲、无松动。
步骤四、显微镜对焦: 移动测试机平台,在高清显微镜下找到待测的键合线,调节焦距和光源,使键合线和焊点清晰可见。
设置测试参数:测试速度(如0.5 mm/s)、目标力值(可设为略高于标准值的上限)和 断裂阈值(通常设为峰值力下降一定百分比,如80%)。
通过操纵杆或软件控制,精细移动测头,使钩针在显微镜视野中精确地位于键合线弧顶的正上方。
缓慢下降钩针,使其穿过键合线的弧形下方,并轻微提升,确保钩针与键合线接触且没有碰到下方的PCB板或其他结构。
线颈断 (Neck Break): 断裂在芯片焊点处的线颈部位,通常是正常且强度较高的断裂模式。
中间断 (Mid-span Break): 断裂在弧线中间,可能与线材本身缺陷或钩挂损伤有关。
焊点抬起 (Lift): 焊点从芯片或PCB衬底上脱离,表明焊接界面存在污染或工艺问题(如温度、压力、功率不适)。
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