隨著電子產(chǎn)品向高性能,、高可靠性方向發(fā)展，PCB表面處理工藝的選擇變得尤為關鍵,。化學鎳鈀金（ENEPIG）作為一種先進的表面處理技術,，憑借其優(yōu)異的可焊性和可靠性,，已成為gao端電子制造領域的shou選工藝。然而,，焊點作為電子組件中最薄弱的環(huán)節(jié)之一,，其可靠性直接關系到產(chǎn)品的長期性能和使用壽命。

科準測控小編團隊針對ENEPIG工藝焊點可靠性進行了系統(tǒng)研究,，采用Alpha W260推拉力測試儀等專業(yè)設備,，通過剪切測試和推拉測試等方法，全面評估焊點的機械性能和失效模式,。本文將詳細介紹ENEPIG焊點可靠性測試的原理,、儀器設備、測試流程及關鍵影響因素,，為電子制造行業(yè)提供可靠的質(zhì)量評估參考,。

一、ENEPIG工藝焊點可靠性測試原理

1. 焊點可靠性基礎理論

焊點可靠性主要取決于三個關鍵因素：

a,、界面金屬間化合物(IMC)的形成與生長特性

b,、焊點機械強度與應力分布

c、熱機械疲勞性能

在ENEPIG結(jié)構(gòu)中,，鎳層作為擴散阻擋層,，鈀層減少鎳與焊料的直接反應，金層提供良好的可焊性。這種多層結(jié)構(gòu)使得焊點界面IMC的生長行為與傳統(tǒng)ENIG工藝有顯著不同,。

2. 剪切測試原理

剪切測試通過施加平行于焊盤表面的力,，模擬焊點在受到側(cè)向應力時的機械響應。測試過程中記錄力-位移曲線,，可獲得：

a,、最大剪切力(Fmax)

b、斷裂能量(曲線下面積)

b,、破壞模式(界面斷裂/IMC斷裂/焊盤脫落)

3. 推拉測試原理

推拉測試主要評估垂直方向的焊點強度,，特別適用于BGA、CSP等封裝形式,。測試時：

a,、通過專用夾具對焊球施加垂直拉力

b、測量分離所需的最大拉力

c,、分析斷裂面形貌和失效模式

二,、測試設備和工具

1. Alpha W260推拉力測試儀

A、設備介紹

Alpha-W260自動推拉力測試機用于為微電子引線鍵合后引線焊接強度測試,、焊點與基板表面粘接力測試及其失效分析領域的專用動態(tài)測試儀器,，常見的測試有晶片推力、金球推力,、金線拉力等,，采用高速力值采集系統(tǒng)。根據(jù)測試需要更換相對應的測試模組,系統(tǒng)自動識別模組,，并自由切換量程,。產(chǎn)品軟件操作簡單方便，適用于半導體IC封裝測試,、LED 封裝測試,、光電子器件封裝測試、PCBA電子組裝測試,、汽車電子,、航空航天、軍工等等,。亦可用于各種電子分析及研究單位失效分析領域以及各類院校教學和研究,。

B、產(chǎn)品特點

C,、推刀

D,、常用工裝夾具

三、測試流程與方法

步驟一,、樣品準備

1,、試樣要求

PCB尺寸：至少包含5×5焊盤陣列

焊盤設計：符合IPC-7351標準

焊接工藝：采用SAC305無鉛焊料,，回流曲線符合J-STD-020標準

2、老化處理(可選)：

熱老化：125℃/1000h

熱循環(huán)：-40℃~125℃,，1000次循環(huán)

步驟二,、剪切測試流程

1、測試前準備

校準儀器,，選擇合適剪切工具

設置測試速度：50-100μm/s

確定剪切高度：焊球高度的25-50%

2,、測試步驟

將樣品固定在測試平臺上

顯微鏡下定位剪切工具與焊點接觸位置

啟動測試程序，自動完成剪切過程

記錄最大剪切力和力-位移曲線

收集斷裂面樣品供后續(xù)分析

3,、數(shù)據(jù)分析

計算平均剪切強度(力/焊盤面積)

統(tǒng)計失效模式分布

對比不同老化條件下的性能變化

步驟三,、推拉測試流程

1、BGA焊球測試方法

選擇匹配的拉鉤工具

將拉鉤定位在待測焊球周圍

設置測試速度：0.5mm/min

施加垂直拉力直至焊球分離

記錄最大拉力和失效模式

2,、線焊拉力測試

使用微型夾持器固定焊線

垂直方向施加拉力

測量線焊脫離所需的最大力值

步驟四,、測試標準與結(jié)果評估

1.評估標準

2. 典型失效模式分析

2.1 理想失效模式

焊料內(nèi)部斷裂(韌性斷裂)

2.2 異常失效模式

IMC層斷裂(脆性斷裂)

黑墊現(xiàn)象(鎳層腐蝕)

鈀層剝離(界面結(jié)合不良)

3. 數(shù)據(jù)報告內(nèi)容

完整的測試報告應包含：

測試條件(溫度、速度等參數(shù))

力值統(tǒng)計數(shù)據(jù)(平均值,、標準差等)

代表性力-位移曲線

失效模式分布比例

與標準要求的符合性判斷

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