在現(xiàn)代電子制造和封裝領(lǐng)域，焊點的可靠性是確保電子設(shè)備性能和壽命的關(guān)鍵因素之一。隨著電子設(shè)備向小型化、高性能化和高可靠性方向發(fā)展，對焊點質(zhì)量的檢測和評估變得尤為重要。含鉍（Bi）焊料因其獨te的物理和化學特性，逐漸在某些特定應(yīng)用中取代傳統(tǒng)的高鉛焊料。然而，Bi元素的加入對焊料的機械性能、潤濕性和長期可靠性產(chǎn)生了復雜的影響。本文科準測控小編旨在通過實驗研究，探討含鉍焊料（Sn46Pb46Bi8）的性能，并評估其在板級組裝中的可靠性。
在焊點可靠性測試中，Beta S100推拉力測試機作為一種高精度的檢測設(shè)備，廣泛應(yīng)用于半導體封裝、電子制造和軍工電子裝聯(lián)等領(lǐng)域。該設(shè)備能夠精確測量焊點在剪切力作用下的強度和耐久性，為焊點質(zhì)量的評估和工藝優(yōu)化提供重要依據(jù)。
一、測試原理
剪切力測試是評估焊點機械性能的重要方法之一。通過施加剪切力，模擬焊點在實際使用中可能面臨的機械應(yīng)力，從而評估焊點的抗剪強度。具體原理如下：
剪切力施加：使用專用的剪切工具對焊點施加垂直于焊點表面的剪切力，直至焊點發(fā)生破壞。
實時數(shù)據(jù)采集：在測試過程中，設(shè)備會實時記錄力值和位移的變化，最終通過分析失效時的最大剪切力值來評估焊點的強度。
失效模式分析：觀察焊點的破壞模式（如焊點斷裂、基板分離等），以判斷焊點的失效特性。
二、檢測設(shè)備
1、Beta S100推拉力測試機
推拉力測試機是一種高精度的焊點檢測設(shè)備，具有以下特點：
高精度傳感器：配備高精度的力傳感器，能夠精確測量剪切力值，確保測試數(shù)據(jù)的準確性。
實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：能夠?qū)崟r記錄力值和位移變化，生成詳細的測試曲線，便于后續(xù)分析。
自動化測試功能：支持自動化測試流程，減少人為操作誤差，提高測試效率。
多種測試模式：支持剪切力、拉力和推力等多種測試模式，適用于不同類型的焊點檢測。
2、推刀
3、常用工裝夾具
三、測試流程
步驟一、樣品準備
焊盤處理：在銅焊盤上進行Sn63Pb37熱風整平處理，確保焊盤表面平整且具有良好的潤濕性。
焊料準備：準備Sn46Pb46Bi8焊料，確保焊料成分均勻。
焊接操作：按照表1的條件，將16只0603封裝電阻分別焊接在處理后的銅焊盤上。
步驟二、剪切力測試
設(shè)備校準：使用標準校準樣品對Beta S100推拉力測試機進行校準，確保測試精度。
樣品安裝：將焊接完成的電阻樣品固定在測試機的夾具上，確保樣品位置準確。
剪切力施加：使用Beta S100推拉力測試機以350μm/s的速度從側(cè)面施加剪切力，直至焊點破壞。
數(shù)據(jù)記錄：記錄剪切力測試曲線，獲取最大剪切力值。
失效模式分析：觀察焊點的破壞模式，記錄失效特征。
步驟三、微觀結(jié)構(gòu)分析
樣品制備：將焊接完成的焊點進行金相切片處理，制備成適合SEM觀察的樣品。
SEM觀察：使用掃描電子顯微鏡觀察焊點的微觀結(jié)構(gòu)，分析Bi元素的分布及其對焊點組織的影響。
步驟四、長期可靠性測試
高溫存儲測試：將焊接完成的樣品置于高溫環(huán)境中（如150℃），持續(xù)存儲一定時間（如1000小時），觀察焊點的變化。
熱循環(huán)測試：將樣品置于熱循環(huán)設(shè)備中，進行多次溫度循環(huán)（如-40℃到125℃，循環(huán)次數(shù)為1000次），評估焊點在反復熱應(yīng)力下的性能變化。
濕度測試：將樣品置于高濕度環(huán)境中（如85℃/85%RH），持續(xù)一定時間（如1000小時），觀察焊點的耐濕性。
四、結(jié)果與討論
1、剪切力測試結(jié)果
剪切力測試結(jié)果顯示，Sn46Pb46Bi8焊料的剪切力值與Sn63Pb37共晶焊料相比有所變化。通過對比不同焊料的剪切力值，可以評估Bi元素對焊料機械性能的影響。Beta S100推拉力測試機的高精度傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)確保了測試數(shù)據(jù)的準確性，為后續(xù)分析提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。
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