IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）功率模塊廣泛應(yīng)用于新能源、電動汽車、工業(yè)變頻等領(lǐng)域,，其封裝可靠性直接影響模塊的性能和壽命。在封裝工藝中,，焊接強度、引線鍵合質(zhì)量,、端子結(jié)合力等關(guān)鍵參數(shù)需要通過精密測試來驗證,。

Beta S100推拉力測試機作為一種高精度的力學(xué)測試設(shè)備，可有效評估IGBT模塊的封裝可靠性,，確保產(chǎn)品符合行業(yè)標(biāo)準,。本文科準測控小編將詳細介紹IGBT功率模塊封裝測試的原理、相關(guān)標(biāo)準,、測試設(shè)備及操作流程,，為工程師提供實用的測試參考。

一,、測試原理

IGBT功率模塊的封裝測試主要關(guān)注以下幾個方面：

焊接強度測試：評估芯片與基板（如DBC）之間的焊接層是否滿足機械強度要求,。

引線鍵合測試：測量鍵合線（如鋁線、銅線）與芯片或端子的結(jié)合力,，防止因鍵合不良導(dǎo)致失效,。

端子結(jié)合力測試：檢測模塊外部端子與基板的連接強度，確保在振動或熱循環(huán)條件下不發(fā)生脫落,。

推拉力測試機通過施加垂直方向的拉力（Pull Test）或水平方向的推力（Shear Test）,，測量破壞力值,，從而評估封裝結(jié)構(gòu)的可靠性。

二,、測試標(biāo)準

MIL-STD-883（美guojun用標(biāo)準）：規(guī)定鍵合強度的測試方法及合格判據(jù),。

JESD22-B104（JEDEC標(biāo)準）：針對電子器件的機械強度測試規(guī)范。

IPC-9701：評估電子組裝件的機械可靠性,，包括焊接和鍵合強度,。 

三、測試設(shè)備和工具

1,、Beta S100推拉力測試機

A,、設(shè)備特點

a、高精度力傳感器：量程可達500N,，分辨率0.01N,，滿足微焊點與粗端子測試需求。

b,、多功能測試模式：支持拉力,、推力、剝離力等多種測試方式,。

c,、自動化操作：配備高清顯微鏡和軟件控制，實現(xiàn)精準定位與數(shù)據(jù)記錄,。

2,、推刀或鉤針

3、常用工裝夾具

四,、測試流程

步驟一,、測試前準備

1、設(shè)備檢查

確認Beta S100推拉力測試機電源連接正常,，力傳感器校準有效（校準周期建議≤6個月）,。

檢查測試機夾具（鉤針、推刀,、夾持治具）無磨損,，確保與樣品接觸部位清潔。

啟動配套軟件,，選擇對應(yīng)測試程序,。

2、樣品預(yù)處理

清潔：用無水乙醇擦拭IGBT模塊表面,，去除氧化層或污染物（尤其鍵合線,、焊點區(qū)域）。

固定：將模塊放置在測試平臺,，使用真空吸附或?qū)Ｓ脢A具固定,，避免測試時位移（示例：扭矩≤0.5N·m）,。

顯微鏡校準：通過20~50倍光學(xué)顯微鏡定位測試點，調(diào)整焦距至鍵合線/焊點清晰可見,。

步驟二,、鍵合拉力測試（Wire Pull Test）

1、 參數(shù)設(shè)置

2,、操作步驟

a,、鉤針定位

移動鉤針至鍵合線弧頂正下方，確保鉤針與線材呈90°垂直（誤差≤±2°）,。

軟件微調(diào)Z軸高度,，使鉤針輕微接觸鍵合線（預(yù)緊力≤0.01N）。

b,、執(zhí)行測試

啟動測試程序,，鉤針以恒定速度向上拉伸，實時顯示力-位移曲線（圖1）,。

當(dāng)曲線出現(xiàn)峰值后驟降（鍵合線斷裂或脫落）,，設(shè)備自動停止并記錄最大拉力值

C、失效分析

合格：斷裂位置在鍵合線中間（非界面）,，且F_max≥0.3N（鋁線標(biāo)準）,。

不合格：界面脫落或F_max<0.15N，需排查鍵合工藝（如超聲能量,、壓力參數(shù)）,。

步驟三、焊接剪切測試（Die Shear Test）

1,、參數(shù)設(shè)置

2,、操作步驟

a、推刀對準

將推刀移至芯片邊緣,，調(diào)整高度至與DBC基板間隙50μm。

推刀與芯片邊緣平行度wu差≤   0點1°,。

b,、執(zhí)行剪切

啟動測試，推刀水平推進直至芯片剝離,，記錄最大剪切力（F_shear）,。

計算剪切強度：σ=F_shear/A（A為芯片焊層面積）。

C,、結(jié)果判定

合格：σ≥30MPa（SnAgCu焊料標(biāo)準）,，且失效模式為焊層內(nèi)聚斷裂。

不合格：界面分離或σ<20MPa,，需檢查回流焊溫度曲線或焊膏活性,。

步驟四,、數(shù)據(jù)記錄與報告

1、統(tǒng)計分析

計算同一批次樣品的均值,、標(biāo)準差,、CPK（過程能力指數(shù)）。

2,、報告輸出

生成PDF報告,，附測試曲線、失效位置照片及判定結(jié)論（模板見附錄A）,。

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