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机械应力试验

Mechanical Stress Test

机械应力试验(Mechanical Stress Test) 是用来评估电子元件在外力作用下,其封装结构、焊点与内部键合是否具备足够的机械强度与耐受性,试验主要模拟元件在 组装、测试、运输与实际使用过程中,可能遭遇的推力、拉力、弯折、振动与冲击等外在机械应力,藉此提前发现潜在的结构弱点,避免因机械损伤导致功能失效,对于半导体元件、车用电子与高可靠度应用而言,机械应力试验是确保产品长期稳定性与品质一致性的关键验证流程。

闳康科技的专业测试服务
符合多项国际规范的一站式可靠度验证能力

闳康科技拥有业界最完整的元件可靠度试验平台,涵盖 MIL-STD、JEDEC、IEC、JESD、AEC、EIA 等多项国际标准,并由资深工程团队提供整合性技术服务(Total Solution),协助客户完成从实验设计、治具开发到结果分析的全流程测试。主要设备包含:

  • Wire Pull & Ball Shear 测试机

  • 脚疲劳测试机

  • 万能材料试验机

  • 振动试验机
  • 机械冲击试验机

透过精准的加速规校验与量测控管,确保每次机械应力试验的 G值准确、重现性高、结果可信,协助客户提升产品可靠度与品质信赖度。

 

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焊锡性与前处理的重要性
确保焊点品质,才能正确评估机械可靠度

在执行机械应力试验之前,必须先确认元件的 焊锡性(Solderability) 是否符合要求,由于多数元件需先焊接于 PCB 板上,再进行后续推拉、弯折或振动测试,焊点品质将直接影响机械试验结果的可信度。焊锡性测试通常依据 J-STD-002 国际规范执行,常见流程包括:

 

  • 前处理(Preconditioning):前处理用于模拟元件经长时间储存后的实际焊接状态,常采用 条件 E 的高温烘烤(如 155°C Dry Bake),以验证焊锡表面是否仍具备足够的可焊性,避免因氧化或劣化影响后续机械测试判断。ra-m-1-1

  • 焊锡性测试(Solderability Test):包含锡槽法、沾锡法与表面黏着模拟法,其中表面黏着模拟法最贴近实际 SMT 制程,可有效评估焊点润湿性与焊接品质,是机械应力试验前的重要基础验证。

常见的机械应力试验项目
依封装型式与结构需求,选择合适的测试方式

机械应力试验会依元件封装型式、尺寸与应用情境选择合适的测试方式,常见项目包括:

元件与焊点结构测试

  • 耐温测试(Heat Resistance Test):确认元件于高温环境下的结构稳定性

  • 脚疲劳测试(Lead Fatigue Test):评估引脚在反复弯折下的耐久度

  • 推力测试(Push Strength Test)/剥离测试(Peel Strength Test):验证焊点与焊垫的结合强度

  • 脚拉力测试(Pull Strength Test)

  • 銲线强度测试(Wire Pull / Ball Shear Test):确认内部键合结构的可靠度

 

特殊封装结构测试

针对 Cavity Package、裸空封装(如 CMOS 感光元件、MEMS 元件)等结构较为脆弱的产品,常需额外进行以下测试:

  • 振动测试(Vibration Test)

  • 机械冲击测试(Mechanical Shock Test)

  • 自由落下测试(Free Fall Test):模拟运输与包装过程中的掉落风险

常见问题
常见问题
Q1. 能否提供复合式振动测试 ?
A. 可以,可参考ISO16750或AECQ等车规复合式振动规范。
Q2. 震动平台最大可负荷多大尺寸产品 ?
A. 水平平台有60X60(cm) & 100X100(cm)、垂直平台有60X60(cm) & 80X80cm(cm)。
Q3. 机械冲击可否进行方波与正弦波 ?
A. 可以执行方波与半正弦波。
Q4. 如何确保测试的G值是正确的呢 ?
A. 加速规每年校验,在试验执行前会先确认 g 值输出是否正确。
Q5. 材料试验机可否进行拉力测试 ?
A. 可以依客户需求制作相关治具并且执行。
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1970
本次 MAFT 研讨会以「创新器件 & 封装」为核心主题,邀请专家学者们,聚焦超晶格铁电存储器、硅光子、6G高频EMI封装与量子计算等前瞻议题,带领与会者深入掌握下一世代半导体技术发展脉络。
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