IC管腳推力如何精準測量？推拉力測試機提供專業解決方案

近期，科準測控小編收到了不少來自半導體行業客戶的咨詢，大家最關心的問題之一便是：“IC管腳推力測試，我們該用什么設備？” 這確實是一個核心問題。

在集成電路（IC）封裝領域，芯片與引線框架或基板之間的連接可靠性是決定產品最終質量與壽命的關鍵。其中，焊點或鍵合點的機械強度至關重要。如何精準、定量地評估這一強度？IC管腳推力測試便是我們手中的一把“標準尺”。

本文將深入淺出地為您介紹IC管腳推力測試的基本原理、核心標準、專業檢測設備（以Alpha W260推拉力測試機為例）及詳細操作流程，幫助您全面理解這一關鍵的可靠性檢測技術。

一、 測試原理

IC管腳推力測試，顧名思義，是通過一個推刀，對IC的單個引腳或焊點施加一個垂直于芯片表面、并平行于基板方向的推力（或稱為剪切力），直至該連接點發生失效。

其核心物理原理是牛頓力學定律。測試過程中，設備實時監測并記錄施加的力值與探針位移的變化，從而生成一條“力-位移”曲線。通過分析這條曲線，我們可以獲得：

a、最大推力值：即連接點所能承受的極限剪切力，這是評估其機械強度的最直接參數。

b、失效模式：連接點失效時的形態，例如：

c、焊點內部斷裂：說明焊料本身或焊料與焊盤界面是薄弱環節。

d、焊盤脫落：說明芯片或基板側的金屬化層附著力不足。

e、引腳/焊點抬起：說明鍵合界面失效。

通過量化推力值和判斷失效模式，工程師可以評估焊接/鍵合工藝的質量、材料兼容性以及產品的長期機械可靠性。

二、 測試標準

JEDEC JESD22-B117A： 《半導體器件焊線剪切強度測試》。

MIL-STD-883： 《微電子器件試驗方法和程序》。

GB/T 4937（中國國家標準）： 《半導體器件 機械和氣候試驗方法》。

1. 檢測設備
2. Alpha W260推拉力測試機

主要特點：

高精度：全量程采用自主研發的高精度數據采集系統，確保測試數據的準確性。

強大的軟件系統：內置專業測試軟件，可輕松設置測試參數（速度、限位、閾值等），自動執行測試，并實時顯示、記錄和分析“力-位移”曲線，自動計算最大推力值。

高清光學系統：集成高倍率顯微鏡和CCD攝像頭，便于操作者清晰觀察待測引腳位置，并進行精確定位，確保探針準確接觸測試點。

靈活的測試治具：提供多種規格的芯片固定座和探針頭，以適應不同封裝類型（如QFP, BGA, QFN等）和引腳尺寸的IC。

四、 測試流程

步驟一、樣品準備與固定

將待測IC樣品無損地放置于專用的測試夾具中，并確保其被牢固、平整地固定，防止測試過程中發生移動。

步驟二、設備初始化與參數設置

開啟Alpha W260主機和軟件。

在軟件中設置測試參數：選擇“推力/剪切”測試模式，設定測試速度（通常根據標準設為100-500 μm/s）、測試目標（如：推力下降至峰值的某個百分比時停止）、安全限位等。

步驟三、探針選擇與安裝

根據IC引腳的尺寸和間距，選擇合適的剪切探針。探針末端應平整光滑，且寬度需覆蓋被測引腳寬度，但不應觸碰到相鄰引腳。

步驟四、視覺定位

使用設備的光學系統，將探針移動至被測引腳的正上方。通過軟件微調，使探針下端面與引腳側壁平行，并輕輕接觸引腳根部（但尚未施加推力）。

步驟五、執行測試

在軟件上啟動測試程序。設備將自動控制探針按預設速度水平推進，對引腳施加持續的推力。

軟件界面實時顯示力值變化和“力-位移”曲線。

數據記錄與結果判定：

當引腳被推倒、焊點失效或力值驟降時，設備自動停止并記錄最大推力值（單位：克力gf或牛頓N）。

操作員通過顯微鏡或測試后的照片觀察并記錄失效模式。

軟件自動生成測試報告，包含測試數據、曲線和統計結果。

步驟六、后續步驟

抬起探針，移動至下一個待測引腳，重復步驟4-6。通常一個樣品需要測試多個引腳以獲得統計意義上的可靠數據。

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