汽车电子剪切力测试怎么做？完整试验方案与操作步骤

随着汽车工业的快速发展，现代汽车越来越依赖于先进的电子系统来提升性能、安全性和舒适性。这些电子系统的核心是车载元器件，它们不仅需要在各种恶劣环境下稳定工作，还要在关键时刻提供可靠的性能。因此，车载元器件的可靠性直接关系到汽车的驾驶安全和乘客的福祉。

在这一背景下，对车载电子元器件的封装质量进行严格检验变得至关重要。封装不仅保护元器件免受物理损伤和环境影响，还确保了芯片互连和焊接的牢固性，这对于元器件在汽车生命周期内的稳定运作至关重要。AEC-Q系列标准是汽车电子领域gong认的质量认证体系，它涵盖了一系列测试，用以验证元器件的可靠性和耐用性。在这些测试中，剪切力试验扮演着尤为关键的角色。

本文科准测控小编将深入探讨剪切力试验在汽车电子领域的重要性，分析其在AEC-Q系列认证测试中的具体要求和实施方法。我们将讨论剪切力试验如何帮助制造商评估和提高元器件的封装质量，以及这一过程如何对提升汽车的整体安全性和可靠性产生积极影响。

一、AEC-Q系列剪切力试验相关标准

二、常用测试方法

1、引线键合剪切力测试

a、键合剪切

使用凿形工具将一个球体或楔形键合从键合表面上剪切或推离的过程（见下图）。造成这种分离所需的作用力将被记录，称为键合剪切力，用来评价芯片键合工艺质量。

b、键合剪切类型

1）键合剥离

整个引线键合与键合表面分离，仅在键合表面留下压印。很少有金属间化合物形成或焊接到键合表面金属化的迹象。

2）键合剪切

引线键合的分离，其中：1）键合表面金属化薄层与引线键合停留在一起并且在键合表面留下压印2）金属间化合物保持在键合表面并且与引线键合在一起3）引线键合的主要部分停留在键合表面上。

3）弹坑

在键合表面金属化的情况下，绝缘层(氧化物或层间电介质)和本体材料(硅)分离或脱落。在绝缘层中显示凹坑或凹陷（未延伸到本体中）的分离界面不视为毁坏。需要注意的是，凹坑可由多个因素引起，这些因素包括引线键合操作、键合后处理，甚至引线键合剪切测试本身的行为等。剪切试验前出现的凹坑是不可接受的。

4）芯片表面接触

剪切工具接触芯片表面并产生无效剪切值。这种情况可能是由于试样放置不当、芯片表面与剪切面不平行、剪切高度较低或仪器故障造成的。这种键合剪切类型是不可接受的，应从剪切数据中剔除。

5）键合面剥离

键合表面金属化与下层基板或基体材料之间的分离。有迹象表明键合表面金属化层仍附着在球体或楔形/针脚式键合上。

2、芯片剪切力测试

a、芯片剪切

强度试验的主要目的在于评估芯片与底座之间的附着强度，以综合评价芯片安装在底座上所采用的材料和工艺步骤的可靠性。这一测试方法直接关系到芯片封装的质量，并通过测量剪切力的大小来判断其是否符合设计要求。同时，通过分析芯片剪切时的失效位置和失效模式，及时发现并纠正在芯片封装过程中可能发生的问题。

3、锡球剪切力测试

a、芯片剪切

锡球剪切：将锡球面朝上，剪切臂的高度约为球体高度的1/3，且不接触基底表面，使用0.28-0.50mm/s的恒定剪切速率将锡球从基板表面上剪切或推离的过程（见下图）。造成这种分离所需的作用力将被记录，称为锡球剪切力，用来评价锡球的焊接质量。

3、常用检测设备

Alpha-W260推拉力测试机

1）设备介绍

a、多功能焊接强测试仪是用于为微电子引线键合后引线焊接强度测试、焊点与基板表面粘接力测试及其失效分析领域的专用动态测试仪器，常见的测试有晶片推力、金球推力、金线拉力等，采用高速力值采集系统。

b、根据测试需要更换相对应的测试模组,系统自动识别模组量程。可以灵活得应用到不同产品的测试，每个工位独立设置安全高度位及安全限速，防止误操作对测试针头造成损坏。且具有测试动作迅速、准确、适用面广的特点。

c、适用于半导体IC封装测试、LED 封装测试、光电子器件封装测试、PCBA电子组装测试、汽车电子、航空航天、军工等等。亦可用于各种电子分析及研究单位失效分析领域以及各类院校教学和研究。

2）设备特点

3)检测流程

a、试验准备

确保试验环境和设备符合标准要求，完成设备校准，并准备好待测的汽车电子元器件。检查测试设备的稳定性和精度，确保剪切力测试装置能够提供标准范围内的剪切力，避免测试误差。

b、参数设定

根据相关标准要求设置试验参数，以确保测试的可靠性和一致性。常见的剪切力测试参数如下：

剪切速度：设定为符合标准的固定速度，通常需保持一致以确保结果的可比性。

剪切角度：根据元器件设计和标准要求，设定适当的剪切角度，确保数据有效。

剪切力：在一定范围内调节剪切力，以符合测试的标准要求，保证测试的精度。

c、样品准备

将待测元器件放置在剪切测试装置中，确保元器件和键合线连接部件完整、无损，并按以下要求操作：

检查样品完整性：确保样品无任何损坏或缺陷。

固定样品：将样品牢固固定在试验装置中，以防止试验过程中发生位置移动或样品变形。

确保连接部件暴露：确保键合线连接部件正确暴露，以便测试装置能够准确施加剪切力。

遵循标准要求：严格按照标准要求放置样品，确保测试准确性。

d、试验执行

启动测试设备，在预设参数条件下施加剪切力，对元器件的键合线连接进行剪切力测试。记录剪切力值、断裂情况及其他相关数据。

e、数据分析

收集并分析测试过程中的剪切力、断裂模式等数据，对产品的键合线连接强度和可靠性进行评估，判断是否符合标准。

以上就是小编介绍的汽车电子剪切力试验内容了，希望可以给大家带来帮助！如果您还想了解更多关于汽车电子剪切力试验标准、电子元器件剪切力测试标准、剪切力测试机和剪切力测试仪，推拉力测试机怎么使用、钩针、怎么校准、原理、校准报告、测试类型和热拔模块视频等问题，欢迎您关注我们，也可以给我们私信和留言，科准测控技术团队为您免费解答！