陶瓷片式载体焊接强度测试：标准流程与操作要点

在电子元器件制造领域，焊接强度是影响产品可靠性和稳定性的关键因素之一。特别是在军工芯片等高可靠性要求的应用中，确保焊接连接的强度和稳定性至关重要。GJB548C-2021标准中规定了方法2029，用于测试陶瓷片式载体焊接强度（破坏性推力）。本文科准测控小编将详细解析该测试的原理、标准、仪器及流程，帮助读者全面了解这一测试技术。

一、测试原理

陶瓷片式载体焊接强度测试的目的是通过施加推力，评估无引线器件封装与基板或线路板之间的焊接强度。推力试验通过施加恒定速率的力，直至片式载体与基板彻底分离。测试结果通过分离力和失效模式来评估焊接质量。推力试验的核心在于模拟实际使用中可能遇到的机械应力，确保焊接连接在极端条件下的可靠性。

二、测试标准

本测试遵循GJB548C-2021标准中的方法2029，适用于无引线器件封装的焊接强度测试。标准规定了测试设备的精度要求、试样制备方法、试验流程以及失效判据。测试设备需能够测量两倍于规定的最低极限应力值，准确度达到±5%或±2.45mN（取其大值）。失效判据为焊接强度低于11.6N/mm时判定为失效。

三、测试仪器

1、Beta S100推拉力测试机

A、设备介绍

这是一款高精度的推拉力测试设备，能够满足GJB548C-2021标准对设备的严格要求。Beta S100推拉力测试机具备以下特点：

a、高精度测量：能够测量两倍于规定的最低极限应力值，确保测试结果的可靠性。

b、恒定速率控制：试验设备的施力装置以0.5×（1±1%）mm/s的恒定速率推进，确保测试过程的稳定性。

c、校准测量：提供外加应力的校准测量和指示，确保测试数据的准确性。

d、适用范围广：适用于多种电子元器件的推拉力测试，包括焊点剪切、引线拉力等。

2、推刀

3、常用工装夹具

四、测试流程

步骤一、试样准备

样品选取：从最终器件所使用的相同片式载体中随机抽取样品，确保样品的代表性和一致性。

焊接工艺：样品的焊接采用与最终器件焊接相同的设备和工艺，确保测试结果的可靠性。

步骤二、基板制备

1、暴露焊接面：通过端铣钻孔或其他适当方法，使包含每个片式载体样品（50±5%）焊接面的近似圆形区域暴露出来。若无法直接暴露陶瓷，则需将片式载体焊接到已制造合适孔和孔径的基板上。

2、基板支撑：为被试基板提供适当的支撑，以减少试验期间基板的弯曲，必要时可将基板焊接到刚性金属板上。

步骤三、试验杆制备

试验杆规格：为每个孔径制备一个圆柱形刚性金属试验杆，其直径为相应试验孔直径的（85±5%），长度足够长，以便完全插入孔内后，露出试验孔开端的部分长度达到25.4±25.4mm。

步骤四、试验过程

安装试验杆：在暴露的片式载体表面和试验杆之间放置一层聚四氟乙烯带，将试验杆插入试验孔，确保接触无明显碰撞（不大于2.5mm/min）。

施加推力：试验设备的施力装置以0.5×（1±1%）mm/s的恒定速率推进，通过试验杆将足够的力施加到片式载体上，直至片式载体与基板彻底分开（至少使试验中的片式载体的三边撕开）。

记录数据：发生失效时，记录失效时的作用力和失效类别。若试验导致片式载体或基板破碎，则视为不可接收，需重新进行试验。

步骤五、失效判据

焊接强度计算：焊接强度由分离力除以在封装边外基板上平行于封装边方向测量的总焊盘宽度来确定。

失效判定：焊接强度低于11.6N/mm时判定为失效。

步骤六、分离模式记录

记录分离模式：根据规定，应记录分离所需的应力和主要分离模式，包括器件断裂、封装与焊点界面的失效、引出端断开、焊接点与基板导体界面中的失效、导体从线路板或基板抬起以及线路板或基板内的断裂等。

总结

陶瓷片式载体焊接强度（破坏性推力）测试是确保电子元器件可靠性的重要手段。通过严格遵循GJB548C-2021标准，使用Beta S100推拉力测试机，可以精确评估焊接连接的强度和稳定性。这一测试技术不仅适用于军工芯片，还广泛应用于其他高可靠性要求的电子元器件领域，为产品质量控制和工艺优化提供了有力支持。

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