Тест на цврстина на истегнување-смица - SMD (површинско монтиран уред) компонента

Тестирањето на цврстина на истегнување-смица е клучен метод за механичка евалуација што се користи во производството на електроника за да се процени сигурноста и квалитетот на споевите за лемење помеѓу површински монтираните компоненти (отпорници, кондензатори, чип отпорници или LED пакети) и плочките на печатените кола (PCB). Овој метод мери колку сила може да издржи спојот за лемење под затегнување (влечење) или странично (смица) оптоварување и помага да се идентификуваат проблеми како што се лошо навлажнување, празнини, слабост на меѓуметалните соединенија, недоволен волумен на лемење или дефекти во процесот.

SMD лемените споеви се подложени на термички циклуси, вибрации, механички шокови и удари од паѓање во реални апликации (на пр., паметни телефони, автомобилска електроника или индустриски уреди). Тестовите за истегнување и смолкнување даваат квантитативни податоци за јачината на врската, дополнувајќи ја визуелната инспекција (според стандардот IPC-A-610), рендгенските зраци или секционирањето. Ова помага да се валидираат процесите на лемење, дизајнот на шаблонот, профилите за преточување и изборот на материјали.

Главните видови тестови за SMD лемење се следниве:

Тест на цврстина на смолкнување: Применува хоризонтална (латерална) сила паралелна со површината на печатената плочка (PCB) за да се турка или сече компонентата. Овој метод е најчест за безоловни SMD и некои оловни пакувања. За време на тестот, алатка за сечење слична на длето или рамна се поставува на страната од телото на компонентата и се движи хоризонтално со контролирана брзина. Режимите на дефект вклучуваат: кршење на лемењето, подигнување на подлогата, кршење на телото на компонентата или дефект на адхезијата/врзувањето.

Типични стандарди за овој метод вклучуваат:

IEC 62137-1-2 Технологија на површинска монтажа - Дел 1-2: Тестирање на механичка цврстина на смолкнување на споеви за лемење.
Одредени делови од стандардот IEC 60068-2-21 (Тестирање на животната средина - Тест U: Робустност на завршетоци и интегрирани склопни уреди)
Стандард JEITA ET-7409/103 (метод на сечење со вртежен момент за одредени ситуации)
Тест на затегнувачка цврстина: Применува затегнувачка сила (нагоре/надвор) на печатената плочка (PCB) под нормала или агол. Вообичаените варијанти вклучуваат:
Влечење со кука или влечење со пинцета за оловни компоненти.
Ладно пулсно влечење за BGA/CSP лемни топчиња: зграпчува и влече една топка нагоре.
Повлечете под агол од 45 степени за општа проценка на поврзувањето.

За време на тестирањето, кука, држач за пинцета или клешти се прикачуваат на врвот/телото на компонентата и се влечат вертикално или под агол.

Типични стандарди за овој метод вклучуваат:

IEC 62137-1-1 (тест на затегнувачка цврстина на споеви за лемење)
JEDEC JESD22-B115 (за цртање со ладен удар)

Типично, за подобар пристап и реалистично нанесување на стрес, печатената плочка (PCB) треба да се фиксира под агол од 45 степени.

Многу современи машини за тестирање на споеви комбинираат можности и затегнувачки и смолкнувачки во еден систем со автоматско порамнување, ќелии за сила/оптоварување (обично во опсег од 0-100 кг) и софтвер за анализа на режими на дефект.

Типична постапка ги следи овие чекори:

Печатената плочка (PCB) е безбедно монтирана на фиксатор (вертикален за сечење, под агол за влечење).
Инструментот е прецизно порамнет со компонентата (користејќи XY фаза и микроскоп).
Силата се применува со контролирана брзина (на пр., 0,1-10 mm/min во зависност од стандардот).
Се евидентираат врвната сила и режимот на дефект.
Критериумите за прифаќање се користат за споредба (обично врз основа на специфичноста на клиентот или според IEC/JEDEC минимумите, во зависност од површината на лемењето или масата на компонентата).

Анализа и толкување на грешки:

Добра врска: Фрактури на лемење со голема сила (дуктилно смолкнување).
Слаба врска: Формирање кратери во подлогата, кршлива интерметална фрактура или ниска цврстина. Ова укажува на проблеми со процесот (на пр., прекумерно формирање празнини, замачкување, слабо повторно течење).

Тестирањето на цврстина на затегнување-смица е неопходен деструктивен механички тест во производството на електроника и инженерството за сигурност од различни критични причини.

Главните причини зошто овој метод е важен се следниве:

Мери вистинска механичка цврстина и сигурност: Лемените споеви во SMD компонентите мора да издржат не само електрично врзување, туку и механички сили во текот на целиот животен век на производот. Тестовите за затегнување и смолкнување применуваат контролирани затегнувачки (влечни) или странични (смолкнување) оптоварувања за да се измери максималната сила потребна за да се предизвика дефект. Ова обезбедува објективни, нумерички податоци за цврстината на врзувањето што визуелните или рендгенските методи не можат сигурно да ги обезбедат.
Открива скриени или суптилни дефекти што недеструктивните методи ги пропуштаат: Многу критични слабости се невидливи или тешко се откриваат без примена на стрес.
Кршливи слоеви на интерметални соединенија формирани за време на повторно прелевање или стареење.
Прекумерни празнини, лошо навлажнување, недоволен волумен на лемење или контаминација.
Лоша адхезија на перничето или кратерирање на перничето во рана фаза.
Промени што произлегуваат од минијатуризацијата (помалите врски имаат различна распределба на напрегањето, при што дебелината на IMC станува пропорционално доминантна).

Овие проблеми често водат до дефекти со мала јачина. Овој тест ги квантифицира овие дефекти.

Симулира механички напрегања и режими на дефекти во реалниот свет: Електронските производи се соочуваат со следново:
Напрегања при транспорт и склопување (на пр., отстранување на печатена плоча, инсталација на конектор, тестирање во коло).
Вибрации и шокови (автомобилска, авијациска, потрошувачки уреди за време на паѓања или транспорт).
Термичко-механички циклус (несовпаѓања на експанзија/контракција).

Тестирањето на смолкнување симулира странични сили, додека тестирањето на истегнување симулира истегнување/оптоварувања надвор од рамнината. Варијантите со голема брзина покажуваат добра корелација со перформансите на пад/удар.

Поддржува верификација на процесот, квалификација и континуирано подобрување: Производителите користат податоци од типот „pull-cut“ во следниве ситуации:
Карактеризација на процесот: Нови пасти за лемење, дизајни на шаблони или површински премази.
Влезна инспекција на компоненти/картички.
Анализа на дефекти по напрегања на сигурност (термички циклус, стареење, тестирање на паѓање).
Споредба помеѓу добавувачи или страни.
Ги надополнува другите методи: додека сечењето ја открива микроструктурата, а боењето и отстранувањето откриваат шеми на пукнатини, мерењата на затегнувачко-смркачко дејство обезбедуваат брзи, повторувачки мерења базирани на сила.

Со години, нашата организација, со својот компетентен и искусен персонал, ги разбира потребите на своите клиенти, обезбедувајќи им напредни услуги за тестирање што им се потребни и помагајќи во воспоставувањето, имплементацијата и подобрувањето на системите за управување. Во оваа рамка, ние исто така нудиме услуги за тестирање на „Тестирање на цврстина на затегнување-смолкнување - SMD (површинско монтиран уред) компонента“ за бизнисите.