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(guān)鍵?；瘜W(xué)鎳鈀金（ENEPIG）作為一種先進(jìn)的表面處理技術(shù)，憑借其優(yōu)異的可焊性和可靠性，已成為gao端電子制造領(lǐng)域的shou選工藝。然而，焊點(diǎn)作為電子組件中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，其可靠性直接關(guān)系到產(chǎn)品的長(zhǎng)期性能和使用壽命。

科準(zhǔn)測(cè)控小編團(tuán)隊(duì)針對(duì)ENEPIG工藝焊點(diǎn)可靠性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，采用Alpha W260推拉力測(cè)試儀等專(zhuān)業(yè)設(shè)備，通過(guò)剪切測(cè)試和推拉測(cè)試等方法，全面評(píng)估焊點(diǎn)的機(jī)械性能和失效模式。本文將詳細(xì)介紹ENEPIG焊點(diǎn)可靠性測(cè)試的原理、儀器設(shè)備、測(cè)試流程及關(guān)鍵影響因素，為電子制造行業(yè)提供可靠的質(zhì)量評(píng)估參考。

一、ENEPIG工藝焊點(diǎn)可靠性測(cè)試原理

1. 焊點(diǎn)可靠性基礎(chǔ)理論

焊點(diǎn)可靠性主要取決于三個(gè)關(guān)鍵因素：

a、界面金屬間化合物(IMC)的形成與生長(zhǎng)特性

b、焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度與應(yīng)力分布

c、熱機(jī)械疲勞性能

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

2. 剪切測(cè)試原理

剪切測(cè)試通過(guò)施加平行于焊盤(pán)表面的力，模擬焊點(diǎn)在受到側(cè)向應(yīng)力時(shí)的機(jī)械響應(yīng)。測(cè)試過(guò)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(pán)脫落)

3. 推拉測(cè)試原理

推拉測(cè)試主要評(píng)估垂直方向的焊點(diǎn)強(qiáng)度，特別適用于BGA、CSP等封裝形式。測(cè)試時(shí)：

a、通過(guò)專(zhuān)用夾具對(duì)焊球施加垂直拉力

b、測(cè)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(cè)試設(shè)備和工具

1. Alpha W260推拉力測(cè)試儀

A、設(shè)備介紹

Alpha-W260自動(dòng)推拉力測(cè)試機(jī)用于為微電子引線鍵合后引線焊接強(qiáng)度測(cè)試、焊點(diǎn)與基板表面粘接力測(cè)試及其失效分析領(lǐng)域的專(zhuān)用動(dòng)態(tài)測(cè)試儀器，常見(jiàn)的測(cè)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(cè)試需要更換相對(duì)應(yīng)的測(cè)試模組,系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別模組，并自由切換量程。產(chǎn)品軟件操作簡(jiǎn)單方便，適用于半導(dǎo)體IC封裝測(cè)試、LED 封裝測(cè)試、光電子器件封裝測(cè)試、PCBA電子組裝測(cè)試、汽車(chē)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(lǐng)域以及各類(lèi)院校教學(xué)和研究。

B、產(chǎn)品特點(diǎn)

C、推刀

D、常用工裝夾具

三、測(cè)試流程與方法

步驟一、樣品準(zhǔn)備

1、試樣要求

PCB尺寸：至少包含5×5焊盤(pán)陣列

焊盤(pán)設(shè)計(jì)：符合IPC-7351標(biāo)準(zhǔn)

焊接工藝：采用SAC305無(wú)鉛焊料，回流曲線符合J-STD-020標(biāo)準(zhǔn)

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(cè)試流程

1、測(cè)試前準(zhǔn)備

校準(zhǔn)儀器，選擇合適剪切工具

設(shè)置測(cè)試速度：50-100μm/s

確定剪切高度：焊球高度的25-50%

2、測(cè)試步驟

將樣品固定在測(cè)試平臺(tái)上

顯微鏡下定位剪切工具與焊點(diǎn)接觸位置

啟動(dòng)測(cè)試程序，自動(dòng)完成剪切過(guò)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(jì)算平均剪切強(qiáng)度(力/焊盤(pán)面積)

統(tǒng)計(jì)失效模式分布

對(duì)比不同老化條件下的性能變化

步驟三、推拉測(cè)試流程

1、BGA焊球測(cè)試方法

選擇匹配的拉鉤工具

將拉鉤定位在待測(cè)焊球周?chē)?/span>

設(shè)置測(cè)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(cè)試

使用微型夾持器固定焊線

垂直方向施加拉力

測(cè)量線焊脫離所需的最大力值

步驟四、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)果評(píng)估

1.評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

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(bào)告內(nèi)容

完整的測(cè)試報(bào)告應(yīng)包含：

測(cè)試條件(溫度、速度等參數(shù))

力值統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等)

代表性力-位移曲線

失效模式分布比例

與標(biāo)準(zhǔn)要求的符合性判斷

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