手把手教学：如何使用Alpha w260推拉力测试机进行塑封器件可靠性检测？

在现代电子工业中，塑封电子元器件因其成本低、重量轻、可靠性高等优点被广泛应用于各类电子产品中。然而，随着电子产品向小型化、高密度化方向发展，塑封元器件的失效问题日益突出，成为影响电子产品可靠性的关键因素之一。

本文科准测控小编将系统介绍塑封电子元器件失效分析的原理、相关标准、测试仪器（重点介绍Alpha w260推拉力测试机）以及完整的分析流程，为电子制造行业的工程师和技术人员提供一套科学、规范的失效分析方法，帮助提高产品质量和可靠性。

一、失效分析原理

塑封电子元器件失效分析的核心在于评估其封装结构的机械完整性，主要包括以下几个方面：

引线键合强度：评估键合线（金线、铜线或铝线）与芯片焊盘和引线框架之间的连接强度

焊球剪切强度：针对BGA、CSP等封装形式，评估焊球与基板之间的连接可靠性

塑封材料粘附性：评估塑封料与芯片、引线框架等材料之间的界面结合强度

热机械应力分析：由于不同材料热膨胀系数(CTE)不匹配导致的应力失效

失效机理主要包括：

键合界面断裂（lift-off）

键合线颈部断裂（neck break）

焊球界面断裂

塑封材料分层（delamination）

热疲劳导致的裂纹扩展

二、相关标准

塑封电子元器件失效分析需遵循以下国际和行业标准：

MIL-STD-883：微电子器件测试方法标准

Method 2011.7：键合强度测试（破坏性引线拉力测试）

Method 2031.1：芯片剪切强度测试

JESD22-B104：JEDEC标准的键合拉力测试方法

IPC/JEDEC-9704：印制板组件应变测试指南

ASTM F1269：微电子引线键合拉力测试标准

GB/T 4937：半导体器件机械和气候试验方法（中国国家标准）

三、测试仪器

1、Alpha w260推拉力测试机

1、设备特点

a、高精度：全量程采用自主研发的高精度数据采集系统，确保测试数据的准确性。

b、多功能性：支持多种测试模式，如晶片推力测试、金球推力测试、金线拉力测试以及剪切力测试等。

c、操作便捷：配备专用软件，操作简单，支持多种数据输出格式，能够wan美匹配工厂的SPC网络系统。

2、核心功能

引线拉力测试：通过钩针施加垂直拉力评估键合强度

焊球剪切测试：使用专用剪切工具水平推动焊球评估连接强度

芯片剪切测试：评估芯片与基板或框架的粘接强度

塑封材料剥离测试：评估塑封料界面结合强度

3、优势特点

高精度力值测量

多种测试模式可选

可编程自动化测试

数据采集分析系统完善

4、应用范围

适用于QFP、BGA、CSP、WLCSP、Flip Chip等多种封装形式

可测试金线、铜线、铝线等不同键合材料

满足研发、生产质量控制、失效分析等不同场景需求

四、失效分析流程

完整的塑封电子元器件失效分析流程包括以下步骤：

1. 样品接收与登记

记录样品型号、批次、失效现象等基本信息

对样品进行编号和标识

2. 非破坏性检测

外观检查（显微镜、电子显微镜）

X-ray检测（内部结构观察）

超声波扫描（C-SAM，检测分层缺陷）

3. 电性能测试

验证失效模式（开路、短路、参数漂移等）

定位失效区域

4. 机械完整性测试（使用Alpha w260推拉力测试机）

引线拉力测试：

选择合适的钩针（通常为25μm或50μm）

将钩针置于键合线中部下方

以标准速度（通常0.1-1mm/s）施加垂直拉力

记录断裂模式和最大拉力值

焊球剪切测试：

选择合适宽度的剪切工具

将工具定位在焊球高度1/4处

以标准速度（通常50-500μm/s）施加水平推力

记录剪切力和失效模式

芯片剪切测试：

将剪切工具定位在芯片边缘

施加平行推力直至芯片脱落

记录剪切强度

5. 破坏性物理分析

化学开封（使用发烟硝酸或等离子蚀刻）

截面制备（观察界面微观结构）

SEM/EDS分析（失效面形貌和成分）

6. 数据分析与报告

统计测试数据，与标准值比较

分析失效机理（界面失效、材料缺陷、工艺问题等）

提出改进建议

编制完整的失效分析报告

以上就是小编介绍的有关于塑封电子元器件失效分析相关内容了，希望可以给大家带来帮助！如果您还想了解更多关于推拉力测试机怎么使用视频和图解，使用步骤及注意事项、作业指导书，原理、怎么校准和使用方法视频，推拉力测试仪操作规范、使用方法和测试视频 ，焊接强度测试仪使用方法和键合拉力测试仪等问题，欢迎您关注我们，也可以给我们私信和留言，【科准测控】小编将持续为大家分享推拉力测试机在锂电池电阻、晶圆、硅晶片、IC半导体、BGA元件焊点、ALMP封装、微电子封装、LED封装、TO封装等领域应用中可能遇到的问题及解决方案。