快速(高速)推球測試方法及實戰(zhàn)案例

【一】前言

       隨著焊盤尺寸越來越小，盤與基材焊接強度日趨敏感，客戶針對焊盤焊接強度除保證垂直方向外,對于水平方向的推力也提出新的要求，作為CNAS/CMA認證第三方測試機構(gòu)，平臺新購置了高速焊接強度測試儀，針對水平高速推力開展測試，文章簡單介紹推力測試的要求、方法,并通過已測的一些數(shù)據(jù)和圖形來分析影響測試數(shù)據(jù)的一些因素,以提供推力測試方面的一些基礎數(shù)據(jù)。

【二】高速推球測試對品質(zhì)監(jiān)控的意義

       對于傳統(tǒng)焊盤焊接效果的測試，親錫性是采用可焊性的測試方法來實現(xiàn)，焊接強度是采用垂直方向的焊盤抗拉脫強度來實現(xiàn)。但在實際制造和使用中，對  焊點的沖擊絕不僅限于此，以下我們從不同階段

進行簡單闡述:

      ◆裝配階段: PCB板與元件進行結(jié)合，由于材質(zhì)不同導致各自形變不同，因此焊點會受不同方向形變產(chǎn)生不同力的沖擊，其中有材料熱膨脹產(chǎn)生的垂直應力，有尺寸漲縮產(chǎn)生的水平剪切力、焊料冷熱漲縮產(chǎn)生的內(nèi)生應力等，都將直接對焊點造成不可避免的沖擊。

      ◆測試階段: 裝配廠家常常會用各種苛刻方法對焊點強度進行測試，如采用推桿施于一定推力對焊點進行橫向推力測試，通過跌落實驗對焊點強度進行不同方向的瞬間機械沖力測試，更有甚者通過滾筒對板件進行更為復雜的受力測試，這些嚴苛各異的測試項目也將對焊點造成額外的沖擊。

      ◆使用階段: 使用階段的受力則更加不可確定，不同環(huán)境、不同產(chǎn)品、不同使用者，更讓具體使用場景更難以預測，如手機數(shù)據(jù)線的使用，線與接口處的連接點便需承受來自不同方向的扭曲、不同力度的拉扯，諸如此類不確定的因素均將對焊點造成意想不到的沖擊。

        因此對于PCB廠家，如何針對后續(xù)苛刻的客戶測試和產(chǎn)品使用，制定更加全面的測試方法便成為焊點結(jié)合力評估的重中之重。單純的垂直方向拉力測試已無法滿足品質(zhì)監(jiān)控的需求，此時高速推球測試從另一方向針對橫向剪切力進行了補充測試，完善了焊點結(jié)合力評估方法。

【三】 高速推球測試要求

2.1 材料及測試標準

       錫球尺寸:通過不同錫球尺寸對比，選取0.25mm直徑的錫球:助焊劑:選擇客戶指定的助焊膏進行測試:

      ◆推刀推球速度要求:1000mm/s

      ◆推刀高度:25 um

      ◆推力要求:>250g

2.2高速焊接強度測試儀簡介

       DAGE 4 000HS高速焊接強度測試儀是基于行業(yè)標準Nordson DAGE 4000 推拉力實驗機平臺。設備擁有超大力量范圍的傳感器、無磨損真空抱緊、JAW 等專業(yè)技術(shù)，實際測試中是由電機驅(qū)動的 XY平臺馬達將剪切刀以接近4000mm的速度撞擊焊點，并且形成受力-位移圖以及常規(guī)峰值受力測量以外的能量測量，設備部分參數(shù)如下:

2.3 測試步驟

      選擇測試位置及方向-->測試位置涂助焊劑-->植錫球-->回流焊焊接-->快速推球測試

【四】 快速(高速)推球測試實戰(zhàn)案例

4.1 某客戶測試方法及判斷要求

     ◆測試方法及要求：將待測試樣品選取套片 BGA 區(qū)域裁切成 30mm*20mm 的測試樣品. 任選樣品下 5 個 BGA PAD，選擇大于 PAD 0.05mm 大小的錫球進行植錫，以 1000mm/S 的速度 25μm 的剪切高度進行推球及拉球測試。如發(fā)生推球時發(fā)生干擾；斷裂面在錫球但高度高于 25μm；斷裂位置為錫球底部；均判定為失效模式，需重新取樣進行測試。

     ◆判定要求：當斷裂面在錫球且低于 25um 或斷裂面在 PCB PAD 底部，且 NSMD PAD 推力＞300g 以上，SMD PAD 推力＞250g 以上時為合格，斷裂面在 IMC 層為不合格。

4.2 測試結(jié)果