在現(xiàn)代電子制造和封裝領域，焊點的可靠性是確保電子設備性能和壽命的關鍵因素之一。隨著電子設備向小型化、高性能化和高可靠性方向發(fā)展，對焊點質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備，廣泛應用于半導體封裝、電子制造和軍工電子裝聯(lián)等領域。該設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)：能夠實時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、微觀結構分析

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構，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、結果與討論

1、剪切力測試結果

剪切力測試結果顯示，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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