在電子制造領(lǐng)域，印刷電路板（PCB）的可靠性和質(zhì)量是決定最終產(chǎn)品性能與壽命的關(guān)鍵。隨著電子元件日益微型化、高密度化，元件與PCB焊盤之間的焊接強度變得至關(guān)重要。一個微小的焊接缺陷，在產(chǎn)品經(jīng)受振動、沖擊或冷熱循環(huán)時，都可能導(dǎo)致連接失效，進(jìn)而引發(fā)整個系統(tǒng)的故障。因此，如何科學(xué)、定量地評估焊接點的機械強度，成為質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)。

PCB電子元件推力測試（也稱為焊點推力測試或剪切測試）正是為此而生的關(guān)鍵檢測手段。它通過施加垂直于PCB板面的推力，直至元件焊點發(fā)生失效，來精確測量其所能承受的最大機械強度。這項測試廣泛應(yīng)用于如片式元件（電阻、電容）、QFN、BGA焊球、連接器引腳等各種元件的焊接質(zhì)量評估。今天，科準(zhǔn)測控小編將帶您深入了解推力測試的測試原理、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、核心儀器以及詳細(xì)的操作流程。

一、測試原理

推力測試的基本原理是機械剪切。測試時，將一個特定形狀和尺寸的推刀（或剪切工具）放置在待測元件的一側(cè)，推刀連接在精度及高的測力傳感器上。測試機驅(qū)動推刀以恒定的速度向元件施加推力，推力方向平行于PCB板面（用于側(cè)推）或垂直于板面（用于頂推，更常見）。

在整個推動過程中，測力傳感器實時記錄推力值，并生成一條“推力-位移"曲線。當(dāng)推力超過焊點的結(jié)合強度時，焊點會發(fā)生失效（如焊料本身斷裂、焊料與焊盤剝離、或元件損壞）。曲線上的峰值力即為該焊點的最大推力值或剪切強度。通過分析這個峰值力和失效模式，工程師可以判斷焊接工藝是否達(dá)標(biāo)，以及失效是發(fā)生在期望的（焊料內(nèi)部）還是非期望的（焊盤剝離）位置。

二、測試標(biāo)準(zhǔn)

IPC/JEDEC J-STD-002D： 這項標(biāo)準(zhǔn)主要針對元器件引線、端子、焊片的可焊性測試，但其對焊接強度的評估方法具有重要參考價值。

IPC-9701： 表面貼裝焊接件的性能測試方法與鑒定要求。雖然更側(cè)重于可靠性，但其中關(guān)于機械強度的測試方法是推力測試的重要依據(jù)。

GJB 548B-2005： 中國國家jun用標(biāo)準(zhǔn)《微電子器件試驗方法和程序》，其中包含了詳細(xì)的芯片剪切強度測試方法，對高可靠性領(lǐng)域的PCB元件測試有指導(dǎo)意義。

企業(yè)/internal標(biāo)準(zhǔn)： 許多大型電子制造企業(yè)會根據(jù)自身產(chǎn)品的特定要求（如元件的尺寸、應(yīng)用場景等）制定內(nèi)部驗收標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定不同規(guī)格元件所需達(dá)到的最小推力值。

三、測試儀器

1、Alpha W260推拉力測試機

Alpha W260是一款高性能、多功能的推拉力測試系統(tǒng)，特別適用于微電子和半導(dǎo)體行業(yè)的強度測試。其核心優(yōu)勢體現(xiàn)在：

高精度力傳感器： 提供多種量程的力值傳感器可選（如5kgf, 10kgf, 50kgf等），分辨率高，確保即使是微小型元件的微小推力也能被精確捕捉。

高穩(wěn)定性與剛性結(jié)構(gòu)： 采用堅固的機身和精密的傳動系統(tǒng)，最大限度地減少測試過程中的振動和偏移，保證測試數(shù)據(jù)的真實可靠。

直觀的軟件控制： 配備用戶友好的操作軟件，可輕松設(shè)置測試參數(shù)（如測試速度、目標(biāo)距離、終止條件等），并實時顯示推力-位移曲線，自動記錄峰值力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

豐富的夾具配置： 支持各種定制推刀、夾持治具（用于固定PCB），以適應(yīng)不同形狀和尺寸的元件，測試靈活性及強。

數(shù)據(jù)追溯性： 測試結(jié)果和曲線可自動保存、導(dǎo)出，便于質(zhì)量追溯和統(tǒng)計分析。

四、測試流程

步驟一、準(zhǔn)備工作

樣品制作： 將待測元件按照生產(chǎn)工藝焊接在PCB測試板上。

儀器校準(zhǔn)： 根據(jù)測試量程，對Alpha W260進(jìn)行力傳感器歸零和校準(zhǔn)，確保測量準(zhǔn)確性。

選擇并安裝推刀： 根據(jù)元件的尺寸和高度，選擇合適的推刀。推刀的頂端應(yīng)能平穩(wěn)接觸元件側(cè)面，且高度與元件中心對齊，以避免產(chǎn)生力矩。

固定PCB： 將PCB測試板牢固地夾持在測試機的夾具平臺上，確保板面平整、無晃動。

步驟二、參數(shù)設(shè)置

在Alpha W260的軟件界面中設(shè)置測試參數(shù)：

測試模式： 選擇“推力測試"或“剪切測試"。

測試速度： 通常設(shè)置在0.1 mm/s 到 1 mm/s之間（如0.5 mm/s），速度過快或過慢都會影響結(jié)果。

終止條件： 通常設(shè)為“力值下降達(dá)到峰值力的某個百分比（如80%）"，表示元件已被推倒，測試自動停止。

步驟三、執(zhí)行測試

通過軟件控制或手動操作，使推刀緩慢接近元件，直至輕微接觸。

點擊“開始測試"，推刀將以設(shè)定速度勻速推動元件。

儀器實時繪制推力-位移曲線。

步驟四、數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析

測試結(jié)束后，軟件自動標(biāo)記并記錄峰值推力值（單位：牛頓N或千克力kgf）。

失效模式分析： 觀察元件被推倒后的狀態(tài)，判斷失效位置：

焊料內(nèi)聚失效： 斷裂面在焊料內(nèi)部，表明焊接界面結(jié)合良好，是理想的失效模式。

界面失效： 焊料與元件端子或PCB焊盤分離，表明可焊性或有污染問題。

將峰值力與預(yù)設(shè)的驗收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，判定該焊點是否合格。

步驟五、生成報告

軟件可自動生成測試報告，內(nèi)容包括樣品信息、測試參數(shù)、峰值力、曲線圖、失效模式等，方便存檔和分享。

以上就是小編介紹的有關(guān)于PCB電子元件推力測試的相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭?。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(yè)指導(dǎo)書，原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測試儀操作規(guī)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(guān)注我們，也可以給我們私信和留言。【科準(zhǔn)測控】小編將持續(xù)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(dǎo)體、BGA元件焊點、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。