Çekme-Kesme Mukavemeti Testi - SMD (Yüzeye Monte Edilen Cihaz) Bileşeni

Çekme-kesme mukavemeti testi, yüzeye monte edilen bileşenler (dirençler, kapasitörler, çip dirençleri veya LED paketleri) ile baskılı devre kartı (PCB) pedleri arasındaki lehim bağlantılarının güvenilirliğini ve kalitesini değerlendirmek için elektronik üretiminde kullanılan önemli bir mekanik değerlendirme yöntemidir. Bu yöntem, bu testlerle lehim bağlantısının çekme (çekme) veya yanal (kesme) yükleme altında ne kadar kuvvete dayanabileceğini ölçer ve zayıf ıslatma, boşluklar, ara metalik bileşik zayıflığı, yetersiz lehim hacmi veya işlem kusurları gibi sorunları tespit etmeye yardımcı olur.

SMD lehim bağlantıları, gerçek dünya kullanımında (örneğin akıllı telefonlar, otomotiv elektroniği veya endüstriyel cihazlar) termal döngüye, titreşime, mekanik şoka ve düşme darbelerine maruz kalır. Çekme ve kesme testleri, görsel incelemeyi (IPC-A-610 standardına göre), röntgeni veya kesit almayı tamamlayan bağ mukavemeti hakkında nicel veriler sağlar. Lehimleme işlemlerini, şablon tasarımını, yeniden akış profillerini ve malzeme seçimlerini doğrulamaya yardımcı olur.

SMD lehim bağlantıları için başlıca test türleri şunlardır:

Kesme dayanımı testi: Bileşeni itmek veya kesmek için baskılı devre kartı (PCB) yüzeyine paralel yatay (yanal) bir kuvvet uygular. Bu yöntem, kurşunsuz SMD’ler ve bazı kurşunlu paketler için en yaygın olanıdır. Test uygulanırken keski benzeri veya düz bir kesme aleti, bileşen gövdesinin yan tarafına yerleştirilir ve kontrollü bir hızda yatay olarak hareket ettirilir. Arıza modları şunları içerir: lehim kesilmesi, ped kalkması, bileşen gövdesi kırılması veya yapışma / bağlanma arızası.

Bu yöntem için tipik standartlar şunlardır:

IEC 62137-1-2 Yüzey montaj teknolojisi - Bölüm 1-2: Lehim bağlantılarının mekanik kesme dayanımı testi
IEC 60068-2-21 standardının bazı bölümleri (Çevresel test - Test U: Sonlandırmaların ve entegre montaj cihazlarının sağlamlığı)
JEITA ET-7409/103 standardı (bazı durumlar için tork kesme yöntemi)
Çekme dayanımı testi: Baskılı devre kartına (PCB) dik veya açılı olarak çekme kuvveti (yukarı/dışa doğru) uygular. Yaygın varyantlar şunlardır:
Kurşunlu bileşenler için kanca çekme veya cımbız çekme.
BGA/CSP lehim topları için soğuk darbe çekme: tek bir topu yukarı doğru kavrar ve çeker.
Genel bağlantı değerlendirmesi için 45 derece açılı çekme.

Test sırasında bir kanca, cımbız tutucu veya pens, bileşen ucuna/gövdesine takılır ve dikey veya açılı olarak çeker.

Bu yöntem için tipik standartlar şunlardır:

IEC 62137-1-1 (lehim bağlantılarının çekme dayanımı testi)
JEDEC JESD22-B115 (soğuk darbe çekme için)

Genellikle daha iyi erişim ve gerçekçi stres uygulaması için baskılı devre kartının (PCB) 45 derece açıyla sabitlenmesi gerekir.

Birçok modern bağlantı test cihazı otomatik hizalama, kuvvet / yük hücreleri (tipik olarak 0-100 kg aralığı) ve arıza modu analiz yazılımı ile tek bir sistemde hem çekme hem de kesme yeteneklerini birleştirir.

Tipik bir prosedür şu adımları izler:

Baskılı devre kartı (PCB) bir fikstüre güvenli bir şekilde monte edilir (kesme için dikey, çekme için açılı).
Alet bileşene hassas bir şekilde hizalanır (X-Y tablası ve mikroskop kullanarak).
Kontrollü bir hızda kuvvet uygulanır (örneğin standarda bağlı olarak 0,1-10 mm/dak).
Tepe kuvveti ve arıza modu kaydedilir.
Kabul kriterleriyle karşılaştırılır (genellikle müşteri özelinde veya IEC/JEDEC minimumlarına göre, lehim alanı veya bileşen kütlesine bağlı olarak).

Arıza analizi ve yorumu:

İyi bağlantı: Yüksek kuvvetle toplu lehimde kırılmalar (sünek kesme).
Zayıf bağlantı: Pedde krater oluşumu, kırılgan intermetalik kırılma veya düşük kuvvet. Bu, proses sorunlarını gösterir (örneğin aşırı boşluk oluşumu, kirlenme, zayıf yeniden akış).

Çekme-kesme mukavemeti testi, elektronik üretiminde ve güvenilirlik mühendisliğinde çeşitli kritik nedenlerden dolayı gerekli bir tahribatlı mekanik testtir.

Bu yöntemin önemli olmasının temel nedenleri şunlardır:

Gerçek mekanik mukavemeti ve güvenilirliği ölçer: SMD bileşenlerindeki lehim bağlantıları, ürünün ömrü boyunca sadece elektriksel bağlantıya değil, aynı zamanda mekanik kuvvetlere de dayanmalıdır. Çekme ve kesme testleri, arızaya neden olmak için gereken tepe kuvvetini ölçmek için kontrollü çekme (çekme) veya yanal (kesme) yükleri uygular. Bu, görsel veya X-ışını yöntemlerinin güvenilir bir şekilde sağlayamayacağı, bağ mukavemeti hakkında objektif, sayısal veriler sağlar.
Tahribatsız yöntemlerin gözden kaçırdığı gizli veya hassas kusurları tespit eder: Birçok kritik zayıflık görünmezdir veya stres uygulanmadan tespit edilmesi zordur:
Yeniden akış veya yaşlanma sırasında oluşan kırılgan ara metalik bileşik katmanları.
Aşırı boşluklar, zayıf ıslatma, yetersiz lehim hacmi veya kirlenme.
Zayıf ped yapışması veya erken aşama ped kraterleşmesi.
Minyatürleştirmeden kaynaklanan değişiklikler (daha küçük bağlantılar, IMC kalınlığının orantılı olarak daha baskın hale gelmesiyle, farklı stres dağılımlarına sahiptir).

Bu sorunlar genellikle düşük mukavemetli arızalara neden olur. Bu test bunları niceliksel olarak ortaya koyar.

Gerçek dünya mekanik streslerini ve arıza modlarını simüle eder: Elektronik ürünler şunlarla karşı karşıyadır:
Taşıma ve montaj stresleri (örneğin devre kartının sökülmesi, konektör takılması, devre içi test).
Titreşim ve şok (otomotiv, havacılık, düşme veya taşıma sırasında tüketici cihazları).
Termal-mekanik döngü (genleşme / büzülme uyumsuzlukları).

Kesme testi yanal kuvvetleri taklit ederken, çekme testi çekme / düzlem dışı yükleri taklit eder. Yüksek hızlı varyantlar, düşme / şok performansı ile iyi bir korelasyon gösterir.

Proses doğrulamasını, nitelendirmeyi ve sürekli iyileştirmeyi destekler: Üreticiler, çekme-kesme verilerini şu durumlarda kullanırlar:
Proses nitelendirmesi: Yeni lehim macunları, şablon tasarımları veya yüzey kaplamaları.
Bileşenlerin / kartların giriş muayenesi.
Güvenilirlik streslerinden sonra arıza analizi (termal döngü, yaşlanma, düşme testi).
Tedarikçiler veya partiler arasında karşılaştırma.
Diğer yöntemleri tamamlar: Kesit alma mikro yapıyı gösterirken ve boyama ve kaldırma çatlak desenlerini ortaya çıkarırken, çekme-kesme hızlı, tekrarlanabilir, kuvvete dayalı ölçümler sağlar.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere “Çekme-kesme mukavemeti testi - SMD (yüzeye monte edilen cihaz) bileşeni“ test hizmetleri de verilmektedir.