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LED封装焊线强度保障:半导体推拉力测试机的选型与应用实践

 更新时间:2025-11-14 点击量:58

LED照明与显示行业飞速发展的今天,产品的可靠性与使用寿命已成为制造商和消费者共同关注的核心。LED灯珠,作为产业链中的“心脏",其内部结构的稳固性直接决定了最终产品的品质。其中,芯片与引脚之间由微米级金线或合金线构成的电气连接——即焊线,是整个封装环节中最脆弱也最关键的部位之一。任何一根焊线的虚焊、断裂都可能导致整个LED灯珠失效,造成“死灯"现象。

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因此,如何科学、精确地评估焊线的焊接强度,是确保LED产品高可靠性的必经之路。焊线拉力测试正是解决这一问题的“金标准"。科准测控小编将通过本文,系统性地为您介绍LED焊线拉力测试的基本原理、核心标准、关键设备以及标准操作流程,助力企业提升产品质量管控水平,赢得市场信任。

 

一、 测试原理

焊线拉力测试的基本原理是力学中的拉伸测试。其目的是通过施加一个垂直于焊线轴线且与芯片/引脚平面平行的拉力,直至焊线断裂或从焊点脱落,从而测得该焊线所能承受的最大拉力值。

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测试时,使用精密的钩状工具(测试钩)小心地钩住焊线的弧顶中部。测试机随后驱动测试钩以恒定的速度向上运动,对焊线施加一个持续增大的拉力。力传感器会实时记录并传输拉力数据。当拉力超过焊线本身或其焊点的结合强度时,会发生以下两种主要失效模式:

a焊线断裂:断裂发生在焊线本体,通常说明焊线的材料强度是薄弱环节,或者焊线因工艺问题(如颈部损伤)存在隐裂。

b焊点脱落:焊线从芯片电极或支架引脚上被拉起。这直接反映了焊接界面的结合强度不足,可能与焊接参数(温度、压力、功率)、电极/引脚表面的清洁度或镀层质量有关。

通过分析测试数据(最大拉力值)和失效模式,工程师可以精准判断焊接工艺的优劣,并对工艺参数进行针对性优化。

二、 测试标准

为确保测试结果的一致性和可比性,行业内普遍遵循一系列国际和国内标准。其中zui权wei和应用zui广泛的是MIL-STD-883 方法 2011.7 《邦线拉力测试》。

测试方法:明确规定了拉力测试为破坏性测试。

拉力值要求:针对不同直径的焊线,规定了最小断裂拉力值。例如:

直径1.0 mil(约25.4 μm)的金线,其最小拉力要求通常为3.0 gf(约29.4 mN)。

标准会根据线径的不同给出具体的力值下限。

失效判据:不仅关注拉力值是否达标,还会检查失效位置。即使拉力值合格,但如果大量失效发生在焊点界面(非线颈或线体),也说明焊接工艺存在隐患。

三、 测试仪器

1Beta S100焊接强度测试机

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以科准测控的Beta S100焊接强度测试机为例,这是一款专为微电子封装领域设计的精密测试仪器,非常适合LED灯珠的焊线拉力测试。

其主要技术特点包括:

高精度力值传感器:提供毫牛(mN)级别的高分辨率力值测量,确保数据的准确性。

精密的X-Y-Z-θ移动平台:配备高倍率显微镜,操作员可以精确地将测试钩定位在微米级的焊线下方。

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多种测试钩:提供不同尺寸和形状的钩子,以适应不同线径和弧高的焊线。

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用户友好的软件界面:可预设测试程序、设置参数(如拉伸速度)、自动记录数据、生成统计报告(如平均值、标准差、CPK值)并判断结果是否合格。

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稳定的测试速度:确保所有测试在统一的速率下进行,保证结果的可比性。

该设备集高精度、高自动化与易操作性于一身,是进行高质量焊线拉力测试的理想选择。

 

四、 测试流程

步骤一、样品准备

从批次产品中随机抽取规定数量的LED灯珠作为测试样本。

若需要,使用适当的夹具将样品牢固地固定在测试机的载物台上。

步骤二、设备校准与设置

开启Beta S100测试机,预热系统。

根据焊线直径(如1.0 mil)选择合适量程的力传感器和尺寸匹配的测试钩。

在软件中设置测试参数:拉伸速度(通常为100-500 μm/s)、测试样本数量、以及根据标准设定的拉力合格下限值。

步骤三、定位与挂钩

通过操纵杆控制移动平台,在高倍显微镜下,将测试钩移动至待测焊线的正下方。

缓慢抬升Z轴,使测试钩的jian端恰好从焊线弧顶的中心位置穿过,确保挂钩过程平稳,不会对焊线造成预损伤。

步骤四、执行测试

在软件界面启动测试。设备将自动控制测试钩以预设速度匀速向上运动,对焊线施加拉力。

系统实时绘制“拉力-位移"曲线,并记录下拉力的峰值(即最大拉力值)。

步骤五、数据记录与失效分析

测试完成后,软件会自动记录最大拉力值,并与预设标准进行比较,给出“合格/不合格"的判断。

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操作员需在显微镜下观察并记录失效模式(如:线断、芯片焊点脱落、引脚焊点脱落等)。这一步骤对于工艺诊断至关重要。

步骤六、生成报告

完成所有样本测试后,使用设备软件生成综合测试报告。报告应包括:测试统计信息(最小值、最大值、平均值、标准差)、过程能力指数(CPK)、失效分布图以及所有个体的测试曲线,为质量分析和工艺改进提供完整的数据支持。

 

以上就是小编介绍的有关于LED灯珠焊线拉力测试 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、杠杆如何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,剪切力测试机方法和标准,dage4000推拉力测试机、mfm1200推拉力测试机、键合拉力机和键合强度测试机,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。