在半导体制造、光伏以及微电子机械系统（MEMS）等领域，硅片作为最基础的衬底材料，其机械性能的可靠性直接决定了最终产品的质量与寿命。硅片在后续的加工、运输和使用过程中会承受各种机械应力，因此，准确评估其抗弯强度等力学指标至关重要。 

三点弯曲试验是一种广泛应用于评估脆性材料（如硅片、陶瓷、玻璃等）弯曲强度与断裂行为的经典方法。它具有操作简便、对试样尺寸要求灵活、数据直观等特点。

绿巨人视频免费观看在线播放测控小编将通过本文，详细为您解读基于SEMI国际标准的硅片三点弯曲试验，涵盖其测试原理、执行标准、所需仪器及详细操作流程，为相关领域的研发与质量控制人员提供一份实用的操作指南。

 

一、 试验原理

三点弯曲试验是测量材料弯曲性能的一种方法。其核心原理是将条形或矩形试样置于两个平行的下支撑辊上，在上方跨距中点通过一个上压头以恒定速度向下加载力。

随着载荷的增加，试样中部下表面（即受拉应力面）的应力逐渐增大。对于硅这类脆性材料，当此处的拉应力达到其材料的极限抗拉强度时，试样便会突然发生断裂。记录下断裂瞬间所施加的最大载荷（F），即可通过固定的弯曲强度计算公式，得到材料的弯曲强度（σf）。

其计算公式为：

σf = (3 * F * L) / (2 * b * h²)

其中：

σf 为弯曲强度（MPa）

F 为试样断裂时的最大载荷（N）

L 为下支撑辊之间的跨距（mm）

b 为试样的宽度（mm）

h 为试样的厚度（mm）

 

二、 试验标准

SEMI G86-0303 - 《测试硅片弯曲强度的测试方法》

三、 试验设备与仪器

1、KZ-68SC-05XY 万能材料绿巨人黑科技福利软件 

2、三点弯曲夹具 

3、试验条件

样品名称：硅片 

试验温度：室温

试验速度：0.1mm/min

试验尺寸：厚度 350um-600um;长宽 5X5 mm

试验类型：三点弯曲测试

四、 试验流程

步骤一、试样制备与测量

使用金刚石划片机或激光切割等方式，将硅片切割成标准要求的 5mm × 5mm 的小方块。

使用千分尺或激光测厚仪精确测量每个试样的实际厚度（h）和宽度（b），每个尺寸至少测量三次取平均值，并记录。

步骤三、设备准备与设置

将三点弯曲夹具正确安装到万能材料绿巨人黑科技福利软件上。

根据标准 SEMI G86-0303 和试样尺寸，设置试验参数：

跨距（L）： 2 mm

试验速度： 0.1 mm/min （极低的速度是为了确保准静态加载，获得准确的断裂力）

在试验软件中选择“三点弯曲”测试模式，并输入试样尺寸参数。

步骤四、安装试样与执行测试

将试样小心地放置于两个下支撑辊上，确保其中心线与压头和支撑辊的轴线垂直。 

启动绿巨人黑科技福利软件，上压头将以设定的速度（0.1 mm/min）匀速下降，对试样施加载荷。

密切观察测试过程，直至试样发出清脆的断裂声，绿巨人黑科技福利软件自动记录下最大断裂力（F）并停止测试。

步骤五、数据记录与结果分析

试验软件会自动生成载荷-位移曲线。从曲线上读取最大载荷值 F。 

通常一个批次需要测试多个有效试样（如5个以上），最后取其算术平均值作为该批次硅片的弯曲强度代表值。

步骤六、试验报告 

完整的试验报告应包含：试样信息（材质、尺寸）、试验标准、设备信息、试验参数、原始数据、计算结果（弯曲强度值、平均值、标准差）以及试验过程中的照片（试样照片、带夹具的测试状态照片、断裂后试样照片）和软件生成的测试曲线报告。

 

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