miniLED失效分析利器：推拉力測試機的原理、流程與案例

隨著顯示技術的飛速發展，miniLED以其高亮度、高對比度、長壽命和精準的動態控制能力，正迅速成為高端顯示器、車載顯示和商用大屏市場的核心技術。然而，miniLED芯片尺寸微小（通常小于100μm），焊點間距極窄，這對其封裝工藝的可靠性提出了前所未有的挑戰。任何一個微焊點的失效，都可能導致像素點暗滅，嚴重影響顯示效果和產品品質。

因此，如何精準、可靠地評估miniLED芯片與基板之間焊點的結合強度，成為產業鏈中至關重要的質量關卡。剪切力測試，特別是超小間距的微焊點拉力測試，是解決這一問題的關鍵手段。本文科準測控小編將圍繞Alpha W260推拉力測試機，深入淺出地介紹miniLED超小間距拉力測試的原理、遵循的標準、核心設備以及詳細的操作流程，為相關行業的質量控制和工藝改進提供專業的技術參考。

一、 測試原理

拉力測試，在此應用中也常被稱為“拉脫測試”或“拔取測試”，其核心原理是模擬一個垂直于焊接平面的、可控的拉伸力，作用于miniLED芯片上，直至焊點發生失效。

測試時，一個精密的拉力測試鉤或專用夾具會小心地勾住miniLED芯片的頂部或側面。測試機通過力傳感器和位移傳感器，持續并精確地記錄施加的拉力和對應的位移變化，從而生成一條“拉力-位移”曲線。通過分析這條曲線，我們可以獲得：

最大拉力值：這是焊點所能承受的極限拉力，直接反映了焊點的結合強度。

失效模式：通過測試后對失效界面的觀察（通常在顯微鏡下），可以判斷失效是發生在：

焊料內部：理想的韌性斷裂，說明焊接界面結合良好。

芯片與焊料界面：可能是芯片表面的鍍層問題或界面污染。

焊料與基板焊盤界面：可能是焊盤氧化或潤濕不良。

芯片本身破裂：說明施加的力已超過芯片本身的強度。

通過對大量樣品進行測試和數據分析，可以定量評估焊接工藝的穩定性、一致性和可靠性。

二、 測試標準

JEDEC JESD22-B117A： 《半導體器件粘接強度測試方法》。

MIL-STD-883, Method 2023： 《微電子器件測試方法標準》中的第2023方法（鍵合強度）。企業內部標準： 許多領先的miniLED制造商會根據自身產品的結構特點（如芯片尺寸、焊盤設計、所用焊料等），制定更為嚴格和具體的內部測試標準。

三、 檢測儀器

1、 Alpha W260推拉力測試機

儀器簡介：

Alpha W260是一款高端、精密的微力值力學測試系統，專為微電子封裝（如芯片剪切、拉力、點膠針壓力測試）而設計。其卓越的性能使其成為進行miniLED超小間距拉力測試的理想選擇。

核心特點與優勢：

超高分辨率與精度： 具備納米級位移控制精度和微牛級力值傳感能力，能夠精準捕捉miniLED微焊點微小的力值變化，確保測試數據的真實可靠。

卓越的穩定性與重復性： 精密的機械結構和高剛性的框架，保證了測試過程中極低的振動和漂移，測試結果重復性高。

強大的軟件功能： 用戶友好的控制軟件支持全自動測試、數據實時顯示與記錄、曲線分析、參數設定（如測試速度、終點判斷條件）和批量生成報告。

高清視覺對位系統： 集成高倍率、高景深的光學顯微鏡和CCD相機，配合精密的X-Y-Z移動平臺，操作者可以清晰地觀察miniLED芯片與測試鉤的相對位置，實現快速、精準的對位，這對于超小間距應用至關重要。

豐富的測試夾具： 提供多種規格的專用拉力測試鉤、夾爪，以適應不同尺寸和封裝形式的miniLED芯片。

四、 測試流程

步驟一：樣品準備與固定

將已完成焊接的miniLED樣品板（PCB或玻璃基板）清潔干凈。

將樣品板牢固地固定在測試機的樣品臺上，確保測試區域平整、穩定。

步驟二：儀器初始化與校準

開啟Alpha W260主機和電腦軟件。

根據測試力值范圍，選擇合適的力傳感器并進行力值歸零和校準。

安裝適合待測miniLED芯片尺寸的拉力測試鉤。

步驟三：視覺對位

通過軟件控制移動平臺，將待測的miniLED芯片移動到顯微鏡視野中心。

調節焦距，使芯片和測試鉤都清晰可見。

精細調整測試鉤的X, Y, Z位置，使測試鉤能夠從側面或上方平穩、垂直地勾住芯片的指定位置（注意避免鉤到基板或相鄰芯片）。

步驟四：參數設置

在控制軟件中設置測試參數：

測試模式： 選擇“拉力測試”。

測試速度： 通常設置為0.1 - 1.0 mm/min，具體速度需根據標準或內部規范設定。

回程高度： 設置測試完成后測試鉤的返回位置。

終止條件： 通常設置為“力值下降百分比”（如下降80%），表示焊點已失效。

步驟五：執行測試

確認所有參數和位置無誤后，在軟件上點擊“開始測試”。

測試機將自動運行：測試鉤按照設定速度向上運動，對芯片施加拉力，軟件實時繪制“拉力-位移”曲線。

當焊點失效，拉力驟降，達到終止條件時，測試自動停止，測試鉤返回原位。

步驟六：數據記錄與失效分析

軟件自動記錄并保存本次測試的最大拉力值（單位：克力gf或牛頓N）。

將樣品移至離線顯微鏡下，觀察并記錄焊點的失效模式（如前述的幾種模式）。拍照存檔。

重復以上步驟，對同一批次的多個樣品進行測試，以獲得統計意義的數據。

步驟七：生成報告

使用軟件的數據分析功能，對所有測試數據進行分析，計算平均值、標準差等統計量，并最終生成一份包含測試條件、原始數據、曲線和失效分析圖片的綜合性測試報告。

以上就是小編介紹的有關于miniLED超小間距拉力測試的相關內容了，希望可以給大家帶來幫助。如果您還對推拉力測試機怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項、作業指導書，原理、怎么校準和使用方法視頻，推拉力測試儀操作規范、使用方法和測試視頻，焊接強度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題感興趣，歡迎關注我們，也可以給我們私信和留言。【科準測控】小編將持續為大家分享推拉力測試機在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導體、BGA元件焊點、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領域應用中可能遇到的問題及解決方案。