在現代電子制造和封裝領域，焊點的可靠性是確保電子設備性能和壽命的關鍵因素之一。隨著電子設備向小型化、高性能化和高可靠性方向發展，對焊點質量的檢測和評估變得尤為重要。含鉍（Bi）焊料因其獨te的物理和化學特性，逐漸在某些特定應用中取代傳統的高鉛焊料。然而，Bi元素的加入對焊料的機械性能、潤濕性和長期可靠性產生了復雜的影響。本文科準測控小編旨在通過實驗研究，探討含鉍焊料（Sn46Pb46Bi8）的性能，并評估其在板級組裝中的可靠性。

在焊點可靠性測試中，Beta S100推拉力測試機作為一種高精度的檢測設備，廣泛應用于半導體封裝、電子制造和軍工電子裝聯等領域。該設備能夠精確測量焊點在剪切力作用下的強度和耐久性，為焊點質量的評估和工藝優化提供重要依據。

一、測試原理

剪切力測試是評估焊點機械性能的重要方法之一。通過施加剪切力，模擬焊點在實際使用中可能面臨的機械應力，從而評估焊點的抗剪強度。具體原理如下：

剪切力施加：使用專用的剪切工具對焊點施加垂直于焊點表面的剪切力，直至焊點發生破壞。

實時數據采集：在測試過程中，設備會實時記錄力值和位移的變化，最終通過分析失效時的最大剪切力值來評估焊點的強度。

失效模式分析：觀察焊點的破壞模式（如焊點斷裂、基板分離等），以判斷焊點的失效特性。

二、檢測設備

1、Beta S100推拉力測試機

推拉力測試機是一種高精度的焊點檢測設備，具有以下特點：

高精度傳感器：配備高精度的力傳感器，能夠精確測量剪切力值，確保測試數據的準確性。

實時數據采集系統：能夠實時記錄力值和位移變化，生成詳細的測試曲線，便于后續分析。

自動化測試功能：支持自動化測試流程，減少人為操作誤差，提高測試效率。

多種測試模式：支持剪切力、拉力和推力等多種測試模式，適用于不同類型的焊點檢測。

2、推刀

3、常用工裝夾具

三、測試流程

步驟一、樣品準備

焊盤處理：在銅焊盤上進行Sn63Pb37熱風整平處理，確保焊盤表面平整且具有良好的潤濕性。

焊料準備：準備Sn46Pb46Bi8焊料，確保焊料成分均勻。

焊接操作：按照表1的條件，將16只0603封裝電阻分別焊接在處理后的銅焊盤上。

步驟二、剪切力測試

設備校準：使用標準校準樣品對Beta S100推拉力測試機進行校準，確保測試精度。

樣品安裝：將焊接完成的電阻樣品固定在測試機的夾具上，確保樣品位置準確。

剪切力施加：使用Beta S100推拉力測試機以350μm/s的速度從側面施加剪切力，直至焊點破壞。

數據記錄：記錄剪切力測試曲線，獲取最大剪切力值。

失效模式分析：觀察焊點的破壞模式，記錄失效特征。

步驟三、微觀結構分析

樣品制備：將焊接完成的焊點進行金相切片處理，制備成適合SEM觀察的樣品。

SEM觀察：使用掃描電子顯微鏡觀察焊點的微觀結構，分析Bi元素的分布及其對焊點組織的影響。

步驟四、長期可靠性測試

高溫存儲測試：將焊接完成的樣品置于高溫環境中（如150℃），持續存儲一定時間（如1000小時），觀察焊點的變化。

熱循環測試：將樣品置于熱循環設備中，進行多次溫度循環（如-40℃到125℃，循環次數為1000次），評估焊點在反復熱應力下的性能變化。

濕度測試：將樣品置于高濕度環境中（如85℃/85%RH），持續一定時間（如1000小時），觀察焊點的耐濕性。

四、結果與討論

1、剪切力測試結果

剪切力測試結果顯示，Sn46Pb46Bi8焊料的剪切力值與Sn63Pb37共晶焊料相比有所變化。通過對比不同焊料的剪切力值，可以評估Bi元素對焊料機械性能的影響。Beta S100推拉力測試機的高精度傳感器和數據采集系統確保了測試數據的準確性，為后續分析提供了可靠的數據支持。

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