在日常与客户的沟通中，除了咨询价格，品牌外，被问得最多的一个问题就是：“推拉力测试机原理是什么？”这个问题看似简单，但真正讲清楚并不容易。因为它涉及力学测试的基础逻辑、传感器的精密测量、以及不同测试类型的技术差异。

 

本文绿巨人视频免费观看在线播放测控小编就从力学原理、核心部件、测试逻辑、实际应用四个维度，来为您系统讲解推拉力测试机的工作原理。

 

 

一、推拉力测试机定义与功能

推拉力测试机（也称焊接强度测试仪）是一种用于测量微电子封装中微观连接点机械强度的检测设备。

它的核心任务是：对封装过程中形成的微小连接点（如金线焊点、锡球凸点、芯片粘接层等）施加精确可控的推力或拉力，测量其最大承受力值，从而评估连接点的结合强度是否达标。

二、推拉力测试机工作原理

 2.1 基本原理：力与强度的关系

推拉力测试机的基础力学原理可以用一个公式概括：

结合强度 = 最大破坏力 / 连接面积

工作逻辑如下：

- 设备施加一个逐渐增大的力

- 当被测物发生断裂或脱离时，记录下最大力值

- 这个力值代表了该连接点的绝对强度

如果需要计算单位面积强度（如剪切强度），再将最大力值除以连接面积即可。

 2.2 破坏性测试与非破坏性测试

绝大多数半导体封测场景采用破坏性测试，因为只有“测到断”，才能得到真实的最大强度值。

 2.3 为什么不是“大力出奇迹”？

推拉力测试的关键不在于“力大”，而在于精确。

被测对象通常非常微小：

- 金线直径：15-50微米（约头发丝的1/3到1/2）

- 锡球直径：100-500微米

- 芯片厚度：80-500微米

在这样的尺度下，微米级的定位误差、毫牛级的力值偏差都会导致测试结果失真。因此，推拉力测试机的核心能力是：精确施力、精确定位、精准测量。

 

 

三、推拉力测试机核心部件

理解了基本原理，绿巨人视频免费观看在线播放再来看看设备是如何实现这些功能的。

力传感器：测试系统核心

力传感器是整个设备最核心的部件，作用是将机械力转换为电信号。

工作原理：

1. 当推刀或钩针接触被测物时，传感器内部的弹性元件发生微小形变

2. 贴在弹性元件上的应变片电阻值随之变化

3. 通过惠斯通电桥将电阻变化转换为电压变化

4. 经过ADC模数转换，变为数字力值

传动系统：定位与施力的执行机构

传动系统负责将测试头精确移动到目标位置并施加可控的力。

关键指标：

- X/Y/Z轴行程：决定可测样品的最大尺寸

- Z轴最小移动距离：定位精度，建议≤1μm

- 剪切高度精度：推力测试时推刀抬起高度的精度，建议≤±1μm

- 可编程着陆力：测试头接触样品时的最小力，直接关系到是否会压坏基板

 闭环控制：力与位置的协同

现代推拉力测试机如Alpha-W260采用闭环控制系统：

1. 设定目标参数（如测试速度、剪切高度）

2. 传感器实时反馈当前力值

3. 控制系统根据反馈调整电机动作

4. 确保施力过程严格按照设定执行

 

四、推拉力测试机测试步骤详解

 4.1 推力测试

以锡球剪切测试为例，完整测试过程如下：

第1步：安装推力模块，系统自动识别

第2步：选择合适推刀（宽度大于被测球直径的1.1倍），锁紧固定

第3步：将样品固定在测试平台上

第4步：通过显微镜和摇杆，移动推刀至锡球侧后方

第5步：设定测试参数（剪切高度、测试速度、着陆速度等）

第6步：启动测试，推刀以设定速度水平推进

第7步：推刀接触锡球并持续施加推力

第8步：锡球从焊盘上脱离，系统记录最大力值

第9步：生成力-位移曲线，供分析使用

获得精确的测试结果 

 

4.2 拉力测试

以金线拉力测试为例，完整测试过程如下：

第1步：安装拉力模块，系统自动识别

第2步：选择合适的钩针，安装到传感器上

第3步：将样品固定在测试平台上

第4步：移动钩针至键合线下方，钩住线中间位置

第5步：设定测试参数（测试速度、合格力值等）

第6步：钩针垂直向上移动，施加拉力

第7步：金线被拉断或从焊点脱开，系统记录最大力值

第8步：生成力-位移曲线 

 

五、传感器量程与精度

5.1 为什么需要不同量程？

推拉力测试覆盖的力值范围非常广：

- 微小金线拉力：几克到几十克

- 锡球剪切力：几十克到几百克

- 芯片推力：几百克到几十公斤

- 大功率模块推力：几十公斤到上百公斤

没有一款传感器能完美覆盖所有量程。小量程传感器测大力值会过载损坏，大量程传感器测小力值精度不足。

5.2 量程分段技术

先进的推拉力测试机采用量程分段技术：一个模块内可切换多个不同量程。

例如Alpha-W260推拉力测试机的一个250g推力模块，可在250g、100g、50g、25g四个量程间自由切换。测大力值时用大量程，测小力值时切换至小量程，确保小力值测试的精度。无需为不同量程购买多个模块，降低采购成本；同时小量程测小力值的精度更高。

 

5.3精度与分辨率区别

精度：是测量值与真实值的接近程度，如±0.1% FS，取决于传感器的质量、校准规范等 

分辨率：指设备能分辨的最小力值变化，取决于ADC位数和采样率以及信号处理算法等 

 

六、为什么要校准？

6.1 校准原理

校准的本质是：用已知标准力值去验证和修正传感器的输出值。

工作流程：

1. 在传感器上施加一个标准力（如标准砝码）

2. 读取传感器的测量值

3. 系统计算修正系数，使后续测量值准确

6.2 校准周期与规范

- 推荐周期：每12个月校准一次

- 使用工具：专用校准工装 + 标准砝码（建议M1等级）

- 验证方法：校准后执行GR&R验证，确认重复性和准确性

 

以上就是绿巨人视频免费观看在线播放测控小编为您介绍的推拉力测试机工作原理，从力学基础、核心部件到测试流程，希望对您有所帮助。如果您也是从事半导体封装、LED封装、光模块、汽车电子或功率器件行业，正在寻找合适的推拉力测试方案，或者对推拉力测试机选型、Alpha-W260推拉力测试机操作视频、推拉力测试机厂家排名、推拉力测试机进口和国产区别等方面有疑问或需求，欢迎私信或留言联系绿巨人视频免费观看在线播放。