随着显示技术的飞速发展,miniLED以其高亮度、高对比度、长寿命和精准的动态控制能力,正迅速成为gao端显示器、车载显示和商用大屏市场的核心技术。然而,miniLED芯片尺寸微?。ㄍǔP∮?/span>100μm),焊点间距极窄,这对其封装工艺的可靠性提出了qian所未有的挑战。任何一个微焊点的失效,都可能导致像素点暗灭,严重影响显示效果和产品品质。
因此,如何精准、可靠地评估miniLED芯片与基板之间焊点的结合强度,成为产业链中至关重要的质量关卡。剪切力测试,特别是超小间距的微焊点拉力测试,是解决这一问题的关键手段。本文科准测控小编将围绕Alpha W260推拉力测试机,深入浅出地介绍miniLED超小间距拉力测试的原理、遵循的标准、核心设备以及详细的操作流程,为相关行业的质量控制和工艺改进提供专业的技术参考。
一、 测试原理
拉力测试,在此应用中也常被称为“拉脱测试"或“拔取测试",其核心原理是模拟一个垂直于焊接平面的、可控的拉伸力,作用于miniLED芯片上,直至焊点发生失效。
测试时,一个精密的拉力测试钩或专用夹具会小心地勾住miniLED芯片的顶部或侧面。测试机通过力传感器和位移传感器,持续并精确地记录施加的拉力和对应的位移变化,从而生成一条“拉力-位移"曲线。通过分析这条曲线,我们可以获得:
最大拉力值:这是焊点所能承受的极限拉力,直接反映了焊点的结合强度。
失效模式:通过测试后对失效界面的观察(通常在显微镜下),可以判断失效是发生在:
焊料内部:理想的韧性断裂,说明焊接界面结合良好。
芯片与焊料界面:可能是芯片表面的镀层问题或界面污染。
焊料与基板焊盘界面:可能是焊盘氧化或润湿不良。
芯片本身破裂:说明施加的力已超过芯片本身的强度。
通过对大量样品进行测试和数据分析,可以定量评估焊接工艺的稳定性、一致性和可靠性。
二、 测试标准
JEDEC JESD22-B117A: 《半导体器件粘接强度测试方法》。
MIL-STD-883, Method 2023: 《微电子器件测试方法标准》中的第2023方法(键合强度)。企业内部标准: 许多lin先的miniLED制造商会根据自身产品的结构特点(如芯片尺寸、焊盘设计、所用焊料等),制定更为严格和具体的内部测试标准。
三、 检测仪器
1、 Alpha W260推拉力测试机
仪器简介:
Alpha W260是一款gao端、精密的微力值力学测试系统,专为微电子封装(如芯片剪切、拉力、点胶针压力测试)而设计。其zhuo越的性能使其成为进行miniLED超小间距拉力测试的理想选择。
核心特点与优势:
超高分辨率与精度: 具备纳米级位移控制精度和微牛级力值传感能力,能够精准捕捉miniLED微焊点微小的力值变化,确保测试数据的真实可靠。
zhuo越的稳定性与重复性: 精密的机械结构和高刚性的框架,保证了测试过程中极低的振动和漂移,测试结果重复性高。
强大的软件功能: 用户友好的控制软件支持全自动测试、数据实时显示与记录、曲线分析、参数设定(如测试速度、终点判断条件)和批量生成报告。
高清视觉对位系统: 集成高倍率、高景深的光学显微镜和CCD相机,配合精密的X-Y-Z移动平台,操作者可以清晰地观察miniLED芯片与测试钩的相对位置,实现快速、精准的对位,这对于超小间距应用至关重要。
丰富的测试夹具: 提供多种规格的专用拉力测试钩、夹爪,以适应不同尺寸和封装形式的miniLED芯片。
四、 测试流程
步骤一:样品准备与固定
将已完成焊接的miniLED样品板(PCB或玻璃基板)清洁干净。
将样品板牢固地固定在测试机的样品台上,确保测试区域平整、稳定。
步骤二:仪器初始化与校准
开启Alpha W260主机和电脑软件。
根据测试力值范围,选择合适的力传感器并进行力值归零和校准。
安装适合待测miniLED芯片尺寸的拉力测试钩。
步骤三:视觉对位
通过软件控制移动平台,将待测的miniLED芯片移动到显微镜视野中心。
调节焦距,使芯片和测试钩都清晰可见。
精细调整测试钩的X, Y, Z位置,使测试钩能够从侧面或上方平稳、垂直地勾住芯片的指定位置(注意避免钩到基板或相邻芯片)。
步骤四:参数设置
在控制软件中设置测试参数:
测试模式: 选择“拉力测试"。
测试速度: 通常设置为0.1 - 1.0 mm/min,具体速度需根据标准或内部规范设定。
回程高度: 设置测试完成后测试钩的返回位置。
终止条件: 通常设置为“力值下降百分比"(如下降80%),表示焊点已失效。
步骤五:执行测试
确认所有参数和位置无误后,在软件上点击“开始测试"。
测试机将自动运行:测试钩按照设定速度向上运动,对芯片施加拉力,软件实时绘制“拉力-位移"曲线。
当焊点失效,拉力骤降,达到终止条件时,测试自动停止,测试钩返回原位。
步骤六:数据记录与失效分析
软件自动记录并保存本次测试的最大拉力值(单位:克力gf或牛顿N)。
将样品移至离线显微镜下,观察并记录焊点的失效模式(如前述的几种模式)。拍照存档。
重复以上步骤,对同一批次的多个样品进行测试,以获得统计意义的数据。
步骤七:生成报告
使用软件的数据分析功能,对所有测试数据进行分析,计算平均值、标准差等统计量,并最终生成一份包含测试条件、原始数据、曲线和失效分析图片的综合性测试报告。
以上就是小编介绍的有关于miniLED超小间距拉力测试的相关内容了,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,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。