随着电子设备向微型化、高密度化方向发展，印制电路板（PCB）作为电子元器件的核心支撑与连接载体，其可靠性至关重要。其中，键合线（Bonding Wire）是连接芯片与封装引脚之间的微小金属导线，犹如芯片的“生命线"，其焊接强度直接决定了集成电路的长期稳定性和抗机械、热疲劳能力。一旦键合点存在缺陷或强度不足，极易导致开路失效，造成整个模块甚至设备的瘫痪。
因此，对键合线，尤其是PCB板上应用的合金线（如金线、铜线、银线等）进行严格的拉力测试，是确保产品质量与可靠性的关键环节。科准测控小编将详细介绍PCB板合金线拉力测试的原理、遵循的标准、所需的专业仪器以及规范的操作流程，为相关行业的质检、工艺和研发人员提供一份实用的技术参考。
一、 测试原理
PCB板合金线拉力测试的基本原理是力学破坏性测试。
其过程是使用一个精密的钩状探针（钩针），小心地钩住待测合金线的中间弧顶部位。通过测试机驱动钩针以恒定且缓慢的速度垂直向上运动，对键合线施加一个逐渐增大的垂直拉力（F）。这个拉力通过钩针传递到键合线的两个焊点（芯片上的球焊点和PCB上的楔形焊点）。力值持续增加，直到键合线被拉断或焊点从界面处脱离。
二、 测试标准
MIL-STD-883 Method 2011.7：《微电子器件试验方法标准》中的“键合强度"测试方法。
JEDEC JESD22-B116：《键合拉力测试》。
标准关键参数要求：
1、测试速度： 通常要求在0.1 mm/s至1.0 mm/s之间，具体根据线径和标准选择，确保测试是准静态的，避免动态冲击力。
2、钩针规格： 钩针的直径和形状必须符合标准，通常要求钩针直径是键合线直径的2-5倍，以避免在钩挂时对线造成刻痕或损伤。
3、最小拉力值： 标准对不同直径的键合线规定了zui低可接受的拉力强度要求。例如，对于1.0 mil（25.4 μm）的金线，其最小拉力值通常要求不低于3.0 gf（克力）。
三、 测试所需仪器与设备
1、Alpha W260 推拉力测试机
功能： 这是测试的核心设备，具备高精度力值传感器（分辨率可达0.001 gf）、精密的Z轴运动控制系统、高清光学显微镜和图像采集系统。它能够精确控制测试速度，实时采集力-位移数据，并准确判断断裂点。
2、钩针
由高强度钨钢或碳化钨材料制成，具有不同的直径和角度（如45°，90°），需根据键合线的线径和弧高进行选择。钩针必须保持光滑、无毛刺，以免提前损伤键合线。
3、工装夹具
用于牢固、无损地夹持待测PCB板或封装器件。夹具必须确保样品在测试过程中保持绝对稳定，不发生任何移动或振动，否则会引入测试误差。通常包括基座、压块和各种适配块，以适应不同形状和尺寸的样品。
四、 测试流程
步骤一、准备工作
设备校准： 使用标准砝码对Alpha W260测试机进行力值传感器校准，确保测量精度。
步骤二、钩针选择与安装： 根据待测合金线的直径（如2 mil金线）选择合适的钩针（如直径10 mil），并将其牢固安装到测试机的传感器测头上。
步骤三、样品安装： 将待测PCB板平稳放置在工装夹具上，使用压块稳妥固定，确保样品无翘曲、无松动。
步骤四、显微镜对焦： 移动测试机平台，在高清显微镜下找到待测的键合线，调节焦距和光源，使键合线和焊点清晰可见。
步骤五、测试设置
在测试机软件中选择“拉力测试"模式。
设置测试参数：测试速度（如0.5 mm/s）、目标力值（可设为略高于标准值的上限）和 断裂阈值（通常设为峰值力下降一定百分比，如80%）。
步骤六、钩针定位
通过操纵杆或软件控制，精细移动测头，使钩针在显微镜视野中精确地位于键合线弧顶的正上方。
缓慢下降钩针，使其穿过键合线的弧形下方，并轻微提升，确保钩针与键合线接触且没有碰到下方的PCB板或其他结构。
步骤七、执行测试
在软件中启动测试。设备将自动控制钩针匀速向上运动，施加拉力。
软件界面将实时绘制力-位移曲线（Force-Displacement Curve）。
步骤八、结果获取与分析
测试结束后，设备自动记录下拉力的峰值（单位：gf或N）。
操作员观察并记录断裂模式：
线颈断 (Neck Break)： 断裂在芯片焊点处的线颈部位，通常是正常且强度较高的断裂模式。
中间断 (Mid-span Break)： 断裂在弧线中间，可能与线材本身缺陷或钩挂损伤有关。
焊点抬起 (Lift)： 焊点从芯片或PCB衬底上脱离，表明焊接界面存在污染或工艺问题（如温度、压力、功率不适）。
将力值与断裂模式结合，综合评判键合质量。
步骤十、测试完成
升起钩针，移除已测试的样品。
清理钩针和夹具区域，为下一次测试做好准备。
以上就是小编介绍的有关于PCB板合金线拉力测试的相关内容了，希望可以给大家带来帮助。如果您还对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感兴趣，欢迎关注我们，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。
