深入探讨：如何用推拉力测试机进行元器件 焊点推力测试

最近，我们接到了一些来自半导体行业的客户的咨询，他们表达了对元器件焊点推力测试的需求。在现代电子制造领域，元器件焊点的可靠性对于整个设备的稳定性和寿命至关重要。焊点推力测试作为一种评估焊点机械强度的有效手段，能够模拟实际使用中焊点可能遭受的应力，从而预测其在长期运行中的性能和耐久性。本文科准测控小编将深入探讨元器件焊点推力测试的重要性、测试方法、以及如何通过这些测试确保焊点的质量和可靠性。

1. 测试原理

元器件焊点推力测试的原理是通过专用的推拉力测试机对焊点施加一个逐渐增加的力，直至焊点发生破坏，从而测量焊点的机械强度。测试过程中，通过左右摇杆将测试头移动至所测试产品后上方，Z轴自动向下移动，当测试针头触至测试基板表面后，Z向触信号启动，停止下降，Z轴向上升至设定的剪切高度后开始推力测试。Y轴按软件设定的测试速度匀速移动，当产品断裂后自动停止，显示测试数据。

二、元器件相关测试标准

对于CHIP0402元件，推力测试方法要求消除阻碍元件边缘的其他元器件，使用推拉力机进行测试，推力测试角度不超过30度，记录脱焊数值，合格标准为≥0.60Kgf。

对于CHIP0603元件，测试方法类似，但合格标准为≥1.00Kgf。

对于CHIP0805元件，合格标准为≥1.50Kgf。

对于SIM卡（六个脚），合格标准为≥6.00Kgf。

对于SIM卡（六个脚，左右方向），合格标准为≥5.00Kgf。

三、测试设备

1. Beta S100推拉力测试机

1）设备概述

a、推拉力测试机是一种专为微电子领域设计的动态测试设备，用于评估引线键合后的焊接强度、焊点与基板的粘接强度以及进行失效分析。该仪器能够执行多种测试，如晶片推力测试、金球推力测试和金线拉力测试，配备有高速力值采集系统，以确保测试的精确性。

b、用户可以根据具体的测试需求更换相应的测试模块，系统将自动识别并调整到合适的量程。这种灵活性使得设备能够适应不同产品的测试需求。每个测试工位都设有独立安全高度和速度限制，以防止因误操作而损坏测试探头。该系统以快速、精确和广泛的适用性为特点。

c、该推拉力测试机广泛应用于半导体集成电路封装测试、LED封装测试、光电器件封装测试、PCBA电子组装测试，以及汽车电子、航空航天和军事等领域。同时，它也适用于电子分析和研究单位进行失效分析，以及教育机构的教学和研究活动。

2）设备特点

1. 常用推刀类型

1. 实测案例展示

四、测试应用

推力测试在电子制造中的应用广泛，包括评估BGA封装料件焊点的可靠性、IC与PCB之间焊点的可靠性以及贴片式料件焊点的可靠性。通过推力测试，可以模拟焊点的机械失效模型，分析焊点或器件失效原因，评价料件的可靠性。

1、评估BGA封装料件焊点的可靠性

推力测试时，推力方向是平行于被测物平坦的表面；推力测试后，推力值还应结合放大镜观察焊接实际情况对焊点的可靠性进行评估。理论上被测样品宜多，推力值越大越好。

2、评估IC与PCB之间焊点的可靠性

客户指定测试高度3000μm，测试速度按照JESD22-B117A标准，低速推力测试速度应介于100 - 800 μm/s之间，选取100μm/s进行推力测试。观察测试后料件底部焊点情况，以及测试获得的推力值和曲线分析料件焊点的可靠性。测试目的: 由于料件实际上板应用后出现本体外壳脱落的情况，所以用推拉力测试仿真机械失效模型。通过测试后的推力值和现象检测焊点的牢固度。

3、评估贴片式料件焊点的可靠性

测试方法:AB胶、502固定到PCB板上，使推力方向和被测样品表面保持平行。

1. 实测案例

BGA推力测试

1、测试标准

JEDEC JESD22-B117B 2014：这是一项由JEDEC（固态技术协会）发布的标准，详细描述了焊球剪切测试的程序、要求、测试设备以及如何评估测试结果等关键信息。

2、测试参数

测试速度：100 µm/s，这是根据JESD22-B117B标准推荐的低速推力测试速度范围（100 - 800 µm/s）中选取的。

推力测试高度：10µm，这是客户指定的测试高度，用于确保测试的精确性。

3、测试设备

设备：Beta S100推拉力测试仪。

4、测试结果

单位换算：在测试结果中，我们注意到1kgf等于9.81N的换算关系，这对于将测试结果转换为国际单位制（SI）中的牛顿（N）至关重要。

5、测试流程

a、样品准备：将BGA样品固定在测试设备的工作台上，确保推力方向平行于被测物平坦的表面。

b、测试执行：按照JEDEC JESD22-B117B 2014标准，以100 µm/s的速度进行推力测试，测试高度设定为10µm。

c、数据记录：记录推力测试过程中的最大推力值，以及焊点的破坏情况。

d、结果分析：结合放大镜观察焊接实际情况，评估焊点的可靠性。理论上，推力值越大，焊点的可靠性越高。

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