在電子制造領域，表面貼裝技術（SMT）已成為主流工藝。其中，芯片元件（如電阻、電容、電感）的焊接質量直接決定了印刷電路板組件（PCBA）的可靠性和使用壽命。一個脆弱的焊點就如同“阿喀琉斯之踵"，可能在運輸震動、日常使用或及端環(huán)境中發(fā)生斷裂，導致整個產(chǎn)品失效。
因此，如何科學、準確地評估焊點機械強度，是確保電子產(chǎn)品質量的關鍵環(huán)節(jié)。本文科準測控小編將深入探討芯片元件焊點強度的測試標準、原理、方法及應用，并介紹如何利用專業(yè)設備進行有效驗證，為工藝改進和品質控制提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。
一、測試原理
焊點強度測試，通常采用剪切測試（Shear Test） 的原理。其核心方法是使用一個精密的測力裝置，將一個平整的推刀（Test Tool）以恒定的速度對準芯片元件的側面（即垂直于元件端電極的方向）施加推力。推力持續(xù)增加，直至焊點發(fā)生斷裂或脫落。測試設備實時記錄整個過程中力值的變化，其峰值（最大值）即為該焊點的剪切強度。
通過分析力值曲線和失效后的焊點形態(tài)，工程師不僅可以獲得強度的量化數(shù)據(jù)，更能深入理解焊點的失效機理。
二、測試相關標準
焊點強度測試并非隨意進行，必須遵循國際gong認的權wei標準，以確保測試結果的一致性和可比性。最核心的標準包括：
IPC-J-STD-001 《焊接的電氣和電子組件要求》：此標準規(guī)定了焊接組裝的材料、方法和檢驗要求，是焊接工藝的權wei指南。
IPC-A-610 《電子組件的可接受性》：這是電子組裝行業(yè)的“視覺圣經(jīng)"，它詳細定義了包括焊點強度在內的各類工藝的可接受條件。
注：這些標準明確規(guī)定了不同尺寸和類型的元件所需達到的zui低剪切強度要求。
例如，對于常見的1608（0603公制）封裝 chip 元件，其典型的最小剪切強度要求為不低于5.0牛頓（N）。更大或更小的元件則有相應不同的力值要求。
三、檢測設備
1、Alpha W260推拉力測試機
Alpha W260推拉力測試機是專為微電子封裝可靠性測試設計的高精度設備，特別適合PCBA電路板SMD及DIP電子元器件焊接強度測試需求：
1、設備特點
高精度：全量程采用自主研發(fā)的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保測試數(shù)據(jù)的準確性。
功能性：支持多種測試模式，如晶片推力測試、金球推力測試、金線拉力測試以及剪切力測試等。
操作便捷：配備專用軟件，操作簡單，支持多種數(shù)據(jù)輸出格式，能夠wan美匹配工廠的SPC網(wǎng)絡系統(tǒng)。
2、多功能測試能力
支持拉力/剪切/推力測試
模塊化設計靈活配置
3、智能化操作
自動數(shù)據(jù)采集
SPC統(tǒng)計分析
一鍵報告生成
4、安全可靠設計
獨立安全限位
自動模組識別
防誤撞保護
5、夾具系統(tǒng)
多種規(guī)格的剪切工具（適用于不同尺寸焊球）
鉤型拉力夾具
定制化夾具解決方案
四、測試流程
1、樣品準備：選取待測的PCBA樣板，確保其清潔、干燥。
2、設備校準：根據(jù)設備操作手冊，對推拉力測試機進行力傳感器和位移的歸零校準。
3、安裝與對位
選擇與元件高度相匹配的推刀并安裝牢固。
將PCBA樣品固定在測試平臺上。
在軟件控制下，移動平臺或推刀，通過顯微鏡或攝像頭觀察，使推刀邊緣與元件側面的中心高度對齊，并確保推刀與元件側面平行，接觸面約為元件高度的25%~50%。
參數(shù)設置：在軟件中設置測試速度（如標準推薦的1.0~5.0 mm/min）、測試行程和極限力值等參數(shù)。
執(zhí)行測試：啟動測試程序，設備自動推進推刀，施加推力直至焊點失效，設備自動記錄峰值力并停止。
5、數(shù)據(jù)記錄與失效分析
記錄峰值力值（單位：N或gf）。
取下樣品，在顯微鏡下觀察焊點失效模式（如焊料斷裂、界面IMC層斷裂、焊盤lift-off等），并拍照記錄。
結果判定：將測試結果與IPC等標準規(guī)定的最小力值要求進行對比，判定該焊點是否合格。
五、應用場景
焊點強度測試貫穿于電子制造的全生命周期，其主要應用包括：
1、工藝驗證（Process Validation）：用于驗證新焊接工藝（如換用新型焊膏、優(yōu)化回流焊溫度曲線）、新材料（如新規(guī)格的PCB或元件）的可靠性與 robustness（穩(wěn)健性）。
2、可靠性評估（Reliability Assessment）：作為產(chǎn)品可靠性測試（如振動測試、機械沖擊測試、溫度循環(huán)測試）的一部分，用于評估產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下抗機械應力的能力。
3、失效分析（Failure Analysis）：當產(chǎn)品出現(xiàn)批量性焊接故障時，通過推力測試后的失效模式分析，可以精準定位問題根源（是錫膏問題、回流焊問題還是PCB設計問題），指導工藝改進。
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