揭秘含鉍焊料性能評(píng)估：附推拉力測(cè)試機(jī)應(yīng)用指南！

在現(xiàn)代電子制造和封裝領(lǐng)域，焊點(diǎn)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(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量的檢測(cè)和評(píng)估變得尤為重要。含鉍（Bi）焊料因其獨(dú)te的物理和化學(xué)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(duì)焊料的機(jī)械性能、潤(rùn)濕性和長(zhǎng)期可靠性產(chǎn)生了復(fù)雜的影響。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編旨在通過實(shí)驗(yàn)研究，探討含鉍焊料（Sn46Pb46Bi8）的性能，并評(píng)估其在板級(jí)組裝中的可靠性。

在焊點(diǎn)可靠性測(cè)試中，Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)作為一種高精度的檢測(cè)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)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(cè)量焊點(diǎn)在剪切力作用下的強(qiáng)度和耐久性，為焊點(diǎn)質(zhì)量的評(píng)估和工藝優(yōu)化提供重要依據(jù)。

一、測(cè)試原理

剪切力測(cè)試是評(píng)估焊點(diǎn)機(jī)械性能的重要方法之一。通過施加剪切力，模擬焊點(diǎn)在實(shí)際使用中可能面臨的機(jī)械應(yīng)力，從而評(píng)估焊點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度。具體原理如下：

剪切力施加：使用專用的剪切工具對(duì)焊點(diǎn)施加垂直于焊點(diǎn)表面的剪切力，直至焊點(diǎn)發(fā)生破壞。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：在測(cè)試過程中，設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)記錄力值和位移的變化，最終通過分析失效時(shí)的最大剪切力值來評(píng)估焊點(diǎn)的強(qiáng)度。

失效模式分析：觀察焊點(diǎn)的破壞模式（如焊點(diǎn)斷裂、基板分離等），以判斷焊點(diǎn)的失效特性。

二、檢測(cè)設(shè)備

1、Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)

推拉力測(cè)試機(jī)是一種高精度的焊點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，具有以下特點(diǎn)：

高精度傳感器：配備高精度的力傳感器，能夠精確測(cè)量剪切力值，確保測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：能夠?qū)崟r(shí)記錄力值和位移變化，生成詳細(xì)的測(cè)試曲線，便于后續(xù)分析。

自動(dòng)化測(cè)試功能：支持自動(dòng)化測(cè)試流程，減少人為操作誤差，提高測(cè)試效率。

多種測(cè)試模式：支持剪切力、拉力和推力等多種測(cè)試模式，適用于不同類型的焊點(diǎn)檢測(cè)。

2、推刀

3、常用工裝夾具

三、測(cè)試流程

步驟一、樣品準(zhǔn)備

焊盤處理：在銅焊盤上進(jìn)行Sn63Pb37熱風(fēng)整平處理，確保焊盤表面平整且具有良好的潤(rùn)濕性。

焊料準(zhǔn)備：準(zhǔn)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(cè)試

設(shè)備校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)樣品對(duì)Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測(cè)試精度。

樣品安裝：將焊接完成的電阻樣品固定在測(cè)試機(jī)的夾具上，確保樣品位置準(zhǔn)確。

剪切力施加：使用Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)以350μm/s的速度從側(cè)面施加剪切力，直至焊點(diǎn)破壞。

數(shù)據(jù)記錄：記錄剪切力測(cè)試曲線，獲取最大剪切力值。

失效模式分析：觀察焊點(diǎn)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(diǎn)進(jìn)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(diǎn)的微觀結(jié)構(gòu)，分析Bi元素的分布及其對(duì)焊點(diǎn)組織的影響。

步驟四、長(zhǎng)期可靠性測(cè)試

高溫存儲(chǔ)測(cè)試：將焊接完成的樣品置于高溫環(huán)境中（如150℃），持續(xù)存儲(chǔ)一定時(shí)間（如1000小時(shí)），觀察焊點(diǎn)的變化。

熱循環(huán)測(cè)試：將樣品置于熱循環(huán)設(shè)備中，進(jìn)行多次溫度循環(huán)（如-40℃到125℃，循環(huán)次數(shù)為1000次），評(píng)估焊點(diǎn)在反復(fù)熱應(yīng)力下的性能變化。

濕度測(cè)試：將樣品置于高濕度環(huán)境中（如85℃/85%RH），持續(xù)一定時(shí)間（如1000小時(shí)），觀察焊點(diǎn)的耐濕性。

四、結(jié)果與討論

1、剪切力測(cè)試結(jié)果

剪切力測(cè)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(duì)比不同焊料的剪切力值，可以評(píng)估Bi元素對(duì)焊料機(jī)械性能的影響。Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)的高精度傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)確保了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為后續(xù)分析提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

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