QFP引脚焊点焊接强度测试：原理、流程与设备详解

近期，公司出货了一台推拉力测试机，是关于QFP引脚焊点焊接强度测试。在电子制造领域，QFP（无引脚四方扁平封装）器件因其优良的性能和广泛的适用性，被大量应用于各类电子产品中。然而，QFP引脚焊点的焊接质量直接关系到产品的可靠性和使用寿命。
因此，对QFP引脚焊点焊接强度进行精确测试显得尤为重要。本文，科准测控小编将为您详细介绍QFP引脚焊点焊接强度测试方法，以及Beta S100推拉力测试机在其中的应用。

一、测试背景

QFP器件的引脚间距较小，且在实际使用中会受到各种机械应力的影响。如果焊点强度不足，可能会导致引脚断裂、虚焊等问题，进而影响整个电路的性能和稳定性。通过焊接强度测试，可以评估焊点在不同应力条件下的表现，及时发现潜在的质量问题，优化焊接工艺，从而提高产品的整体可靠性。

二、测试原理

QFP引脚焊点焊接强度测试的原理是通过施加外力（拉力或推力）来模拟焊点在实际使用中可能承受的机械应力，从而评估焊点的连接强度和可靠性。在测试过程中，利用Beta S100推拉力测试机对QFP引脚焊点施加逐渐增大的拉力或推力，直至焊点发生断裂或失效。通过记录焊点断裂时的最大力值以及断裂模式，结合相关标准和设计要求，对焊点的强度进行量化评估，进而判断焊接质量是否满足产品的使用要求。

三、测试设备和工具

1、Beta S100推拉力测试仪

A、设备介绍

Beta S100推拉力测试机是一款专为微电子封装行业设计的高精度测试设备，具有以下显著特点：

高精度测量：采用先进的传感器技术和高速数据采集系统，能够提供高精度的测试数据，确保测试结果的可靠性和重复性。

多功能设计：支持多种测试模式，包括拉力、推力和剪切力测试，可满足不同封装形式和测试需求。用户可根据具体需求更换测试模块，系统会自动识别并调整到最佳量程。

智能化操作：配备直观的软件界面和操作简便的控制面板，支持多种数据输出格式。同时，设备具备自动校准功能，确保测试过程的准确性。

适用范围广：不仅适用于QFP封装，还可广泛应用于QFN、BGA、CSP、TSOP等多种封装形式的测试。

B、产品特点

2、推刀或钩针

3、常用工装夹具

四、测试流程

步骤一、测试前准备

1、设备检查与校准

外观检查：检查推力测试机的外观，确保无损坏、松动或异常情况，特别是传感器、夹具和推刀或钩针部分。

2、校准检查：使用标准校准工具（如已知力值的标准砝码）对设备进行校准，确保传感器的测量精度在允许误差范围内。检查设备的零点是否准确，必要时进行零点校准。

软件检查：确保测试机的软件系统运行正常，数据采集和记录功能无误。

3、样品准备

外观检查：选取待测的QFP器件样品，确保其外观无明显损伤、表面清洁且无油污等杂质。

清洁处理：使用无水乙醇或专用清洁剂清洁样品表面，确保焊点表面干净，无残留助焊剂或氧化物。

4、标记引脚：在QFP器件的引脚上做好标记，以便在测试过程中能够准确找到待测焊点。

5、参数设置

测试模式选择：根据测试需求，选择推力测试模式。

力值范围设置：根据QFP器件引脚焊点的预期强度，设置合适的测试力值范围，确保测试过程中不会损坏设备或超出传感器量程。

测试速度设置：通常设置为0.1 mm/s到1 mm/s之间，具体速度可根据焊点材料和测试要求调整。

测试角度设置：确保测试推刀或钩针与引脚的接触角度为垂直（90°），以保证测试力的方向准确。

步骤二、测试过程

1、样品安装

固定样品：将QFP器件放置在测试机的样品台上，使用专用夹具将其固定，确保器件在测试过程中不会移动。

调整位置：通过显微镜观察，调整样品台的位置，使待测引脚焊点位于测试推刀或钩针的正下方，且推刀或钩针与焊点的接触点准确无误。

推刀或钩针接触：缓慢降低测试推刀或钩针，使其轻轻接触焊点表面，避免对焊点施加过大的预压力。

2、测试执行

启动测试：在确认推刀或钩针与焊点接触良好后，启动测试程序。测试机将按照预设的参数施加推力，直至焊点发生断裂。

实时监控：在测试过程中，通过设备的显示屏或软件界面，实时观察施加的推力值和焊点的位移变化曲线。

记录断裂：当焊点发生断裂时，设备会自动停止测试，并记录断裂时的最大推力值和对应的位移数据。

3、数据记录与分析

保存数据：将测试结果（包括最大推力值、位移数据、断裂模式等）保存到设备的存储系统或导出到外部存储设备。

观察断裂模式：通过显微镜观察焊点的断裂模式，记录断裂位置（如焊点内部断裂、焊点与引脚连接处断裂、焊点与焊盘连接处断裂等）。

初步分析：根据最大推力值和断裂模式，初步判断焊点的强度是否符合设计要求。

步骤三、测试结果分析

1、最大推力值分析

将测试得到的最大推力值与设计要求或相关标准进行对比。如果推力值低于设计要求，说明焊点强度不足，可能存在焊接缺陷；如果推力值高于设计要求，则说明焊点强度良好。

2、断裂模式分析

分析焊点的断裂模式，推断焊点的薄弱环节。例如：

焊点内部断裂：可能是因为焊点内部存在气孔、夹杂物或焊锡质量不佳。

焊点与引脚连接处断裂：可能是引脚与焊点之间的润湿性不好，或焊接工艺参数不当。

焊点与焊盘连接处断裂：可能是焊盘的表面处理不佳或焊接温度过高导致焊盘铜层剥离。

3、数据对比分析

将不同批次、不同工艺条件下的QFP器件测试结果进行对比分析，找出性能差异，为优化焊接工艺提供依据。

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审核编辑 黄宇