在电子制造领域,焊接质量直接决定了产品的可靠性与使用寿命。尤其是作为电路中重要的被动元件——电容,其引脚焊点的牢固程度更是重中之重。一个虚焊、假焊或强度不足的焊点,在后续的组装、运输或使用过程中,极易因机械应力或热应力而失效,导致整个电路功能异常甚至彻di损坏。
因此,对电容引脚焊点进行定量的力学性能测试,是评估焊接工艺、保证产品质量的关键环节。科准测控小编认为,推力(剪切力)测试作为一种高效、直观的检测方法,被广泛应用于生产线的质量监控与工艺研发中。本文将详细介绍电容引脚焊点推力测试的基本原理、相关标准、并重点阐述如何使用Alpha W260剪切力测试机完成这一测试,为您的质量管控提供坚实的技术支持。
一、 测试原理
电容引脚焊点推力测试,其核心原理是通过一个精密的推力装置,向电容的引脚或端电极施加一个与PCB板面平行、且垂直于引脚轴线的推力,直至焊点发生失效(如焊锡开裂、引脚脱离或焊盘剥离)。
通过实时记录整个过程中力值的变化,我们可以得到焊点所能承受的最大推力(即剪切强度)。这个最大推力值客观地反映了焊点的机械牢固性,从而间接评估了焊接工艺的质量,包括润湿性、锡量饱满度以及是否存在焊接缺陷。
二、 测试标准
IPC-J-STD-001: 《焊接的电气和电子组件要求》。
IPC-7701: 《印制板组件涂覆与修复》。其中包含了针对元器件涂覆和维修后的相关测试方法。
GJB 548B: 《微电子器件试验方法和程序》。
企业内控标准: 许多大型电子制造企业会根据自身产品的具体应用场景(如汽车电子、航空航天),制定更为严苛的内控推力标准值。
注意: 在进行测试前,务必明确所依据的标准,并根据标准或客户要求设定合格的推力判据。
三、 检测设备介绍
1、Alpha W260剪切力测试机
设备特点:
高精度力值传感器: 提供精确至0.001kgf的力值测量,确保数据准确可靠。
精密的运动控制系统: 采用高精度步进电机和闭环控制,实现平稳、无振动的匀速推进,测试速度可精确设定,符合标准要求。
坚固的测试平台: 提供稳定的测试基础,并配有精密夹具,可有效固定PCB板,防止测试过程中产生位移。
用户友好软件: 配套的控制与数据分析软件可实时显示力-位移曲线,自动记录峰值力、计算平均值和标准差,并生成测试报告。
多种测试工装: 可根据不同封装尺寸的电容(如贴片MLCC、铝电解电容、钽电容等)选配不同规格的推刀。
四、 测试流程
步骤一:准备工作
设备开机: 启动Alpha W260测试机及配套电脑软件,预热设备15分钟。
参数设置: 在软件中设置测试参数:
测试模式: 选择“推力/剪切力"模式。
测试速度: 根据标准设定(常用速度为1~10mm/min)。
回程速度: 设定测试完成后推刀返回的速度。
力值上限: 设定一个略高于合格标准的力值,以保护传感器和样品。
样品固定: 将待测的PCB板牢固地夹持在测试平台夹具上,确保PCB板平整无晃动。被测电容应位于推刀的行进路径上。
步骤二:安装与定位推刀
选择推刀: 根据电容的封装尺寸和高度,选择合适的推刀。推刀的厚度应略小于引脚间距,宽度应能有效覆盖引脚根部焊点。
安装推刀: 将推刀正确安装到测试头的夹具上并拧紧。
高度定位: 通过设备的手动或自动控制功能,将推刀下端面下降至刚好接触PCB板表面,然后根据标准或经验(通常提升0.05~0.15mm)微调一个初始间隙,确保推刀能平行作用于引脚根部。
步骤三:执行测试
位置校准: 在软件中操作,将推刀移动至电容引脚根部的位置,确保推力方向与PCB平行且垂直于引脚。
开始测试: 在软件界面点击“开始"按钮,测试机将自动按预设速度推进推刀。
过程监控: 观察力-位移曲线的实时变化,直至力值陡然下降,表明焊点已失效。设备会自动记录最大推力值(Peak Force)。
步骤四:数据记录与结果分析
数据记录: 软件会自动保存每次测试的峰值力和曲线。对同批次样品进行多次测试(通常n≥5),以获取统计有效数据。
失效分析: 测试后,立即在显微镜下观察焊点失效模式,例如:
焊锡剪切断裂: 断裂面在焊锡内部,是常见的理想失效模式。
引脚与焊锡界面分离: 可能是润湿不良。
焊盘剥离: PCB本身质量或焊接温度过高导致。
结果判定: 将测得的平均推力值与标准或内控规格进行对比,判定该批次焊点是否合格。
步骤五:清理与维护
测试完成后,取下样品,清理推刀和测试平台上的碎屑,并按要求对设备进行日常维护。
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