隨著電子產(chǎn)品向高性能、高可靠性方向發(fā)展，PCB表面處理工藝的選擇變得尤為關(guān)鍵?；瘜W鎳鈀金（ENEPIG）作為一種先進的表面處理技術(shù)，憑借其優(yōu)異的可焊性和可靠性，已成為gao端電子制造領(lǐng)域的shou選工藝。然而，焊點作為電子組件中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，其可靠性直接關(guān)系到產(chǎn)品的長期性能和使用壽命。

科準測控小編團隊針對ENEPIG工藝焊點可靠性進行了系統(tǒng)研究，采用Alpha W260推拉力測試儀等專業(yè)設(shè)備，通過剪切測試和推拉測試等方法，全面評估焊點的機械性能和失效模式。本文將詳細介紹ENEPIG焊點可靠性測試的原理、儀器設(shè)備、測試流程及關(guān)鍵影響因素，為電子制造行業(yè)提供可靠的質(zhì)量評估參考。

一、ENEPIG工藝焊點可靠性測試原理

1. 焊點可靠性基礎(chǔ)理論

焊點可靠性主要取決于三個關(guān)鍵因素：

a、界面金屬間化合物(IMC)的形成與生長特性

b、焊點機械強度與應力分布

c、熱機械疲勞性能

在ENEPIG結(jié)構(gòu)中，鎳層作為擴散阻擋層，鈀層減少鎳與焊料的直接反應，金層提供良好的可焊性。這種多層結(jié)構(gòu)使得焊點界面IMC的生長行為與傳統(tǒng)ENIG工藝有顯著不同。

2. 剪切測試原理

剪切測試通過施加平行于焊盤表面的力，模擬焊點在受到側(cè)向應力時的機械響應。測試過程中記錄力-位移曲線，可獲得：

a、最大剪切力(Fmax)

b、斷裂能量(曲線下面積)

b、破壞模式(界面斷裂/IMC斷裂/焊盤脫落)

3. 推拉測試原理

推拉測試主要評估垂直方向的焊點強度，特別適用于BGA、CSP等封裝形式。測試時：

a、通過專用夾具對焊球施加垂直拉力

b、測量分離所需的最大拉力

c、分析斷裂面形貌和失效模式

二、測試設(shè)備和工具

1. Alpha W260推拉力測試儀

A、設(shè)備介紹

Alpha-W260自動推拉力測試機用于為微電子引線鍵合后引線焊接強度測試、焊點與基板表面粘接力測試及其失效分析領(lǐng)域的專用動態(tài)測試儀器，常見的測試有晶片推力、金球推力、金線拉力等，采用高速力值采集系統(tǒng)。根據(jù)測試需要更換相對應的測試模組,系統(tǒng)自動識別模組，并自由切換量程。產(chǎn)品軟件操作簡單方便，適用于半導體IC封裝測試、LED 封裝測試、光電子器件封裝測試、PCBA電子組裝測試、汽車電子、航空航天、軍工等等。亦可用于各種電子分析及研究單位失效分析領(lǐng)域以及各類院校教學和研究。

B、產(chǎn)品特點

C、推刀

D、常用工裝夾具

三、測試流程與方法

步驟一、樣品準備

1、試樣要求

PCB尺寸：至少包含5×5焊盤陣列

焊盤設(shè)計：符合IPC-7351標準

焊接工藝：采用SAC305無鉛焊料，回流曲線符合J-STD-020標準

2、老化處理(可選)：

熱老化：125℃/1000h

熱循環(huán)：-40℃~125℃，1000次循環(huán)

步驟二、剪切測試流程

1、測試前準備

校準儀器，選擇合適剪切工具

設(shè)置測試速度：50-100μm/s

確定剪切高度：焊球高度的25-50%

2、測試步驟

將樣品固定在測試平臺上

顯微鏡下定位剪切工具與焊點接觸位置

啟動測試程序，自動完成剪切過程

記錄最大剪切力和力-位移曲線

收集斷裂面樣品供后續(xù)分析

3、數(shù)據(jù)分析

計算平均剪切強度(力/焊盤面積)

統(tǒng)計失效模式分布

對比不同老化條件下的性能變化

步驟三、推拉測試流程

1、BGA焊球測試方法

選擇匹配的拉鉤工具

將拉鉤定位在待測焊球周圍

設(shè)置測試速度：0.5mm/min

施加垂直拉力直至焊球分離

記錄最大拉力和失效模式

2、線焊拉力測試

使用微型夾持器固定焊線

垂直方向施加拉力

測量線焊脫離所需的最大力值

步驟四、測試標準與結(jié)果評估

1.評估標準

2. 典型失效模式分析

2.1 理想失效模式

焊料內(nèi)部斷裂(韌性斷裂)

2.2 異常失效模式

IMC層斷裂(脆性斷裂)

黑墊現(xiàn)象(鎳層腐蝕)

鈀層剝離(界面結(jié)合不良)

3. 數(shù)據(jù)報告內(nèi)容

完整的測試報告應包含：

測試條件(溫度、速度等參數(shù))

力值統(tǒng)計數(shù)據(jù)(平均值、標準差等)

代表性力-位移曲線

失效模式分布比例

與標準要求的符合性判斷

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