Ensayo de torsión de circuitos flexibles y componentes microelectrónicos

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Ensayo de torsión de circuitos flexibles y componentes microelectrónicos

IPC TM-650

El desafío

La miniaturización de los dispositivos electrónicos móviles ha impulsado la rápida adopción de los circuitos impresos flexibles (FPC), soluciones de interconexión ligeras, delgadas y flexibles que cada vez se prefieren más a las PCB rígidas en la electrónica compacta y ponible. La aparición de las pantallas electrónicas flexibles ha ampliado aún más esta tendencia, permitiendo factores de forma de producto completamente nuevos en los que el propio circuito debe soportar flexiones, torsiones y doblados repetidos a lo largo de su vida útil.

Dado que estas tecnologías son todavía relativamente nuevas, la fiabilidad mecánica de los subconjuntos de FPC bajo carga torsional aún no está completamente caracterizada para muchas combinaciones de materiales y componentes. Comprender cómo se aplica la torsión en los paneles FPC —y cómo los patrones de diseño de los componentes, el enrutamiento de las pistas y los materiales del sustrato influyen en el rendimiento torsional— es fundamental para los fabricantes de equipos originales que desarrollan productos en los que los FPC están sujetos a fuerzas de torsión y rotación en el mundo real durante el uso y el montaje.

Nuestra solución

Torsion Add-On 3.0 - El Torsion Add-On 3.0 puede instalarse en un sistema de ensayos universales de la serie 6800 para permitir los ensayos de torsión de paneles FPC y componentes microelectrónicos. El complemento es capaz de torcer las probetas con grados de rotación precisos y controlados, lo que permite a los ingenieros evaluar la rigidez torsional, el par máximo en la rotura y la relación entre el ángulo de rotación y el par a lo largo del ensayo.

Sujeción - Las mordazas neumáticas de acción lateral sujetan los paneles FPC de forma segura en la posición correcta para los ensayos de torsión. La actuación neumática proporciona una fuerza de sujeción constante y repetible en las probetas sin la variabilidad de la sujeción manual, lo que es importante para garantizar que las condiciones de sujeción no influyan en los resultados de torsión.

Ensayos de torsión cíclica - Además de los ensayos de torsión de un solo ciclo hasta la rotura, se pueden configurar ensayos de torsión cíclica para evaluar la durabilidad de los paneles FPC bajo torsión repetida, simulando la carga real que experimentan los circuitos flexibles durante miles de ciclos de apertura-cierre o flexión en un producto terminado.

Software - El software Bluehill® Universal se utiliza para crear y ejecutar métodos de ensayo de torsión —incluyendo configuraciones de ciclo único y cíclicas— y para capturar resultados clave como el par en la rotura, el ángulo de rotación y las curvas de par-ángulo. El módulo de vídeo TestCam está disponible para capturar vídeo sincronizado en tiempo real del evento de torsión para el análisis visual de la ubicación y el modo de rotura.

Hable con un experto de Instron.

Tanto si está desarrollando un nuevo programa de ensayos de torsión para circuitos impresos flexibles como si necesita ayuda para configurar un ensayo de torsión cíclica para la evaluación de la durabilidad, nuestro equipo puede ayudarle a identificar la configuración adecuada para sus componentes y requisitos de ensayo.

Recursos

Ensayo de flexión de placas de circuito impreso

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Ensayo de flexión de placas de circuito impreso

AEC-Q200-005A | IPC TM-650 | ASTM F3147-15

El desafío

El montaje superficial y el montaje por orificio pasante de encapsulados electrónicos —incluidos BGA, QFN y CSP— sobre un sustrato de PCB puede afectar significativamente a la fiabilidad mecánica del ensamblaje final. Los diseños de componentes de alta densidad y el esfuerzo térmico y mecánico del proceso de ensamblaje aumentan el riesgo de alabeo, agrietamiento y fallos de unión entre los componentes y el sustrato.

Cuando los encapsulados electrónicos se montan en ambas caras de una PCB, las exigencias mecánicas sobre la placa y sus interconexiones son aún mayores, y las consecuencias de un fallo, más graves. Normas como AEC-Q200-005A (Automotive Electronics Council), IPC TM-650 y ASTM F3147-15 exigen ensayos de PCB terminadas para caracterizar el fallo terminal de los componentes de montaje superficial tras la flexión, el doblado y la tracción durante el ensamblaje. El fallo mecánico de las PCB pobladas en productos terminados afecta directamente al rendimiento eléctrico del dispositivo y supone un riesgo significativo de fiabilidad y garantía para los OEM.

Nuestra solución

Sistemas de ensayo - Los sistemas de mesa de la Serie 6800 de Instron, de columna simple y de doble columna, están diseñados para el ensayo de flexión de PCB en una amplia gama de capacidades de fuerza. La Serie 3400 también es muy adecuada para aplicaciones de ensayo de flexión de PCB.

Software - El software Bluehill® Universal de Instron proporciona las herramientas de cálculo necesarias para determinar la tensión de flexión, la resistencia a la flexión y la fuerza máxima a partir de los datos brutos del ensayo. Los métodos de ensayo predefinidos y personalizables simplifican la configuración para distintos tamaños y configuraciones de PCB, y los resultados pueden presentarse en formatos que respaldan la documentación de conformidad con AEC-Q200-005A, IPC TM-650 y ASTM F3147-15.

Dispositivos de flexión - La Serie Instron 2810-400 de dispositivos de flexión puede configurarse con distintos radios de yunque para adaptarse a diferentes espesores y dimensiones de PCB. Para PCB miniaturizadas, hay disponibles dispositivos micro de flexión de 3 puntos y 4 puntos, que proporcionan la precisión necesaria para el ensayo de placas a pequeña escala, manteniendo al mismo tiempo el control preciso de la luz requerido por las normas aplicables.

La flexión de 3 puntos aplica una tensión concentrada en un único punto de la placa, mientras que la flexión de 4 puntos distribuye el momento flector de forma más uniforme a lo largo de la luz, lo que permite evaluar diferentes modos y ubicaciones de fallo en función del objetivo del ensayo y de los requisitos de la norma.

Instron three-point bend fixture applying a load to a printed circuit board specimen during PCB bend testing

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Tanto si está configurando un nuevo programa de ensayo de flexión de PCB como si busca mejorar la precisión y la repetibilidad de uno existente, nuestro equipo puede ayudarle a identificar la configuración de dispositivo adecuada, los ajustes de luz y la configuración del sistema para sus placas y normas.

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Ensayos de cizallamiento de matrices en paquetes electrónicos

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Ensayos de cizallamiento de matrices en paquetes electrónicos

IPC TM-650 | MIL-STD-883E | AEC-Q200-006A | ASTM F1269-13

El desafío

Los ensayos de cizallamiento de matrices son un paso crítico en la evaluación de la fiabilidad mecánica de los adhesivos conductores utilizados entre la matriz y el sustrato en paquetes electrónicos. A medida que los fabricantes desarrollan nuevas formulaciones de adhesivos conductores isotrópicos para mejorar la resistencia al cizallamiento sobre los materiales tradicionales, los ensayos de cizallamiento de matrices proporcionan los datos cuantitativos necesarios para comparar formulaciones, validar nuevos diseños y comprender los modos de fallo que se producen en la interfaz del adhesivo.

El desafío de los ensayos de cizallamiento de matrices se ve agravado por la tendencia actual hacia paquetes electrónicos más pequeños y delgados. A medida que las dimensiones de los componentes continúan reduciéndose, aumenta la precisión necesaria para posicionar con exactitud la sonda de cizallamiento en componentes objetivo cada vez más miniaturizados, y las fuerzas implicadas en los ensayos de cizallamiento se vuelven correspondientemente menores, lo que exige una mayor precisión en la medición de la carga y en el diseño del accesorio. El análisis de fallos posterior al cizallamiento también es una parte importante del proceso de evaluación, que requiere una documentación visual clara del modo de fallo en la interfaz matriz-sustrato.

Nuestra solución

Sistema de ensayo - Los ensayos de cizallamiento de matrices se pueden realizar en un sistema de mesa de una o dos columnas de la serie 6800 de Instron, que proporciona la capacidad de medición de baja fuerza y el control preciso del cabezal necesarios para realizar ensayos de cizallamiento de matrices precisos en componentes miniaturizados.

Software - El software Bluehill® Universal se utiliza para crear y ejecutar métodos de ensayo de cizallamiento de matrices, con resultados que incluyen la fuerza de cizallamiento máxima y curvas de fuerza-desplazamiento disponibles para análisis e informes. Los métodos de ensayo se pueden guardar y reutilizar en múltiples probetas para programas de ensayo coherentes y repetibles.

Integración de vídeo TestCam - Para la documentación visual del proceso de cizallamiento de matrices y el modo de fallo posterior al cizallamiento, TestCam(se abre en una pestaña nueva) captura vídeo de alta velocidad de fotogramas sincronizado con los datos de fuerza-desplazamiento en Bluehill Universal. Esto permite a los ingenieros observar exactamente cómo y dónde se inicia el fallo en la interfaz matriz-sustrato, lo que respalda un análisis de fallos detallado junto con los resultados cuantitativos del ensayo.

Accesorio de cizallamiento de resistencia de terminales - El accesorio de cizallamiento de resistencia de terminales de Instron (CP122690)(se abre en una pestaña nueva), desarrollado por nuestro grupo de soluciones personalizadas, está diseñado específicamente para ensayos de cizallamiento de matrices y resistencia de terminales de componentes montados en superficie en PC poblados. El accesorio consta de dos elementos clave:

Soporte de PC ajustable: admite una variedad de tamaños de placa, asegurando el PC firmemente en su posición durante el ensayo para evitar movimientos que puedan afectar la precisión de los resultados
Riel lineal con posicionamiento de sonda: permite al operador centrar la sonda de cizallamiento con precisión en el componente objetivo, asegurando que la fuerza de cizallamiento se aplique correctamente independientemente de la ubicación del componente en la placa

Hay disponible una variedad de tamaños de sonda para adaptarse a componentes de diferentes dimensiones, lo que permite utilizar el accesorio en una amplia gama de tipos y tamaños de paquetes.

Shear Testing of Chips and Electronic Packages

Instron universal testing system performing shear testing of a printed circuit board with a PCB fixture and operator dashboard visible

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Tanto si está desarrollando un nuevo programa de ensayos de cizallamiento de matrices como si busca mejorar la precisión y la capacidad de análisis de fallos de uno existente, nuestro equipo puede ayudarle a identificar el accesorio, la configuración de sonda y la configuración del sistema adecuados para sus componentes y normas.

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Ensayo de compresión de paquetes de CI

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Ensayo de compresión de paquetes de CI

El desafío

Tres tendencias estrechamente relacionadas en la industria de la microelectrónica —diseños complejos de PCB, reducción dimensional de los paquetes y un montaje de componentes cada vez más denso— están impulsando la necesidad de una caracterización mecánica más precisa de los circuitos integrados y los paquetes electrónicos.

El ensamblaje de CI y otros componentes en ambas caras de una PCB introduce estrés mecánico que aumenta la probabilidad de grietas y fracturas, especialmente a medida que crece la densidad de componentes. Al mismo tiempo, los fabricantes de equipos originales necesitan comprender no solo el comportamiento mecánico de estos paquetes bajo carga de compresión, sino también cómo la aplicación de fuerza afecta a la salida eléctrica —como el voltaje y la corriente— de los propios chips. A medida que los materiales y las geometrías de los paquetes siguen evolucionando, estos requisitos combinados de caracterización mecánica y eléctrica se están volviendo cada vez más importantes tanto en los programas de desarrollo como en los de control de calidad.

Nuestra solución

Compresión multipunto con mesa XY automatizada - Los sistemas de columna simple y doble de la Serie 6800 de Instron, configurados con una mesa XY automatizada, permiten realizar ensayos de microcompresión en múltiples puntos de un chip o componente en una única secuencia automatizada. Los utillajes personalizados desarrollados por el Grupo de Soluciones Personalizadas de Instron sujetan los componentes en la posición correcta para un ensayo preciso y repetible, y hay disponible una gama de estilos de sonda —o se pueden desarrollar— para el ensayo de compresión por puntos de geometrías específicas de componentes.

Corrección de conformidad del sistema - Dado que los ensayos de microcompresión miden el desplazamiento o la deflexión en micras, incluso pequeñas contribuciones de la conformidad de la máquina, la célula de carga y el utillaje pueden afectar a la precisión de los resultados. Se pueden realizar rutinas de corrección de conformidad para eliminar estas contribuciones del desplazamiento medido, garantizando que los valores de deflexión informados reflejen con precisión el comportamiento de la probeta y no las características del sistema.

Compresión de paquete completo - Hay disponibles platos de microcompresión para comprimir simultáneamente todo el paquete o chip, lo que permite caracterizar la rigidez y la resistencia globales a compresión del paquete como una unidad.

Opciones de medición de desplazamiento - Hay disponibles dos enfoques de medición de desplazamiento en función de los requisitos de la aplicación:

Medición por contacto — el utillaje de desplazamiento de plato LVDT proporciona una medición directa de la deflexión por contacto para aplicaciones en las que el contacto físico con la probeta es aceptable
Medición sin contacto — el extensómetro de vídeo avanzado AVE3 proporciona una medición de la deflexión sin contacto en micras para probetas sensibles en las que el contacto podría afectar a los resultados

Software Bluehill® Universal con integración de canales eléctricos - El software Bluehill® Universal se utiliza para configurar y ejecutar métodos de ensayo tanto para el ensayo multipunto con mesa XY como para la compresión de paquete completo con plato. Se pueden utilizar canales de deformación externos para capturar mediciones eléctricas —como voltaje y resistencia— junto con los datos de fuerza mecánica, con resultados gráficos que muestran la relación entre la fuerza aplicada y la salida eléctrica directamente en el software.

IC 칩 패키지의 다점 압축 테스트를 수행하는 XY 스테이지가 장착된 Instron 테스트 시스템

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Tanto si está desarrollando un nuevo programa de ensayo de compresión para paquetes de CI como si necesita ayuda para configurar una solución de ensayo automatizado multipunto, nuestro equipo puede ayudarle a identificar la configuración adecuada para sus componentes y requisitos de medición.

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Ensayo de compresión de bolas de soldadura

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Ensayo de compresión de bolas de soldadura

IPC TM-650

El desafío

Los fabricantes de pasta de soldadura y los ingenieros de empaquetado electrónico desarrollan continuamente nuevas composiciones de aleaciones de soldadura y fundentes para abordar los desafíos del montaje de componentes cada vez más miniaturizados. El polvo de soldadura tipo 6, con un tamaño de partícula de 10 µm e inferior, se prefiere sobre las pastas tipo 4 y tipo 5 para el montaje de componentes de chip 0201, y los paquetes de matriz de bolas de rejilla (BGA) tienden hacia tamaños de protuberancias de soldadura progresivamente más pequeños.

A medida que las protuberancias de soldadura se reducen, comprender su rendimiento mecánico se vuelve cada vez más crítico. La resistencia a la compresión de una bola de soldadura individual, es decir, la carga máxima que puede soportar antes de agrietarse hasta el fallo, es un parámetro clave para caracterizar la resistencia de las protuberancias, validar nuevas formulaciones de soldadura y garantizar la fiabilidad mecánica de los conjuntos de paquetes en servicio.

Nuestra solución

Sistema de ensayo - Los sistemas de la serie 6800 de Instron son muy adecuados para ensayos de compresión de bolas de soldadura de microprecisión. Los sistemas de una sola columna son apropiados para aplicaciones de menor fuerza, mientras que los sistemas de doble columna están disponibles para requisitos de mayor fuerza. La serie 3400 también es una opción adecuada según el rango de fuerza y los requisitos del laboratorio.

Sondas de punta personalizadas - Hay disponibles sondas de punta personalizadas de varias dimensiones para realizar ensayos de compresión precisos en bolas de soldadura individuales, garantizando que la sonda contacte solo con la bola de soldadura objetivo sin alterar los componentes adyacentes ni modificar el modo de fallo.

Sujeción y posicionamiento - Hay disponible una gama de plataformas de sujeción y traslación para el posicionamiento preciso de los conjuntos de paquetes antes del ensayo, garantizando que la sonda esté centrada en la bola de soldadura objetivo para obtener resultados repetibles y precisos.

Ensayo automatizado de múltiples bolas - La plataforma XY automatizada AT2 de Instron proporciona una solución totalmente automatizada para realizar ensayos de compresión en múltiples bolas de soldadura en una sola ejecución de ensayo, mejorando el rendimiento, la repetibilidad y la coherencia en comparación con los ensayos manuales de una sola bola.

Ensayo a alta temperatura - Para aplicaciones que requieren temperatura elevada antes de la compresión, como la evaluación del comportamiento de las bolas de soldadura en condiciones similares al reflujo, hay disponibles plataformas de calentamiento personalizadas para calentar el paquete o el sustrato antes de realizar el ensayo de compresión.

Software - El módulo TestCam del software Bluehill® Universal captura vídeo en tiempo real del evento de compresión sincronizado con los datos de fuerza-desplazamiento, lo que permite a los ingenieros revisar visualmente la deformación de la bola de soldadura y el modo de fallo junto con los resultados cuantitativos del ensayo para un análisis cualitativo y cuantitativo completo.

Ensayo de compresión de un paquete de CI de matriz de bolas de rejilla que muestra la deformación de la bola de soldadura durante el ensayo de compresión

Compression testing of a ball grid array IC package showing solder ball deformation during compression test

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Tanto si está desarrollando un nuevo programa de ensayo de compresión de bolas de soldadura como si busca automatizar uno existente, nuestro equipo puede ayudarle a identificar la configuración adecuada de sonda, plataforma y sistema para sus conjuntos de paquetes y requisitos de ensayo.

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Ensayo de tracción de pernos para paquetes electrónicos

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Ensayo de tracción de pernos para paquetes electrónicos

El desafío

El ensamblaje de montaje superficial implica la unión de paquetes electrónicos a una placa de circuito impreso mediante pasta de soldadura y materiales adhesivos. Para paquetes como flip chips, matrices de bolas (BGA) y paquetes a escala de chip (CSP), se aplican adhesivos de relleno entre el chip y el sustrato para reforzar la unión y proteger las interconexiones del estrés mecánico y térmico.

Como parte de la validación del diseño y los ensayos de fiabilidad, los fabricantes de equipos originales necesitan medir la resistencia de la unión a tracción de estos adhesivos bajo una variedad de condiciones de funcionamiento, incluidas temperaturas elevadas que reflejan entornos de servicio reales. Los ensayos de tracción de pernos precisos requieren una preparación exacta de la probeta y una alineación cuidadosa del perno perpendicular al sustrato, ya que cualquier desalineación introduce momentos de flexión que pueden afectar a los resultados y provocar fallos prematuros o fuera del eje.

Nuestra solución

Dispositivo de preparación de probetas - Los ensayos de tracción de pernos precisos comienzan con una preparación correcta de la probeta. El dispositivo de preparación de probetas de Instron permite al operador unir pernos al paquete de chip utilizando un adhesivo de alta resistencia bajo una fuerza aplicada constante y controlada. Esto garantiza la alineación correcta del perno perpendicular a la superficie del paquete durante la unión, un factor crítico para obtener resultados de ensayo de tracción precisos y repetibles.

Dispositivo de tracción de pernos - El dispositivo de tracción de pernos(se abre en una pestaña nueva) cuenta con accesorios superior e inferior con rótulas autoalineantes en ambos extremos, lo que permite que el perno se alinee con precisión paralelo al bastidor y perpendicular al cabezal durante el ensayo de tracción. Este diseño autoalineante compensa las desalineaciones menores entre el perno y la cadena de carga, garantizando que la fuerza aplicada sea puramente de tracción y que los resultados reflejen con precisión la resistencia de la unión del adhesivo en lugar de los efectos de la flexión o la carga fuera del eje.

Juegos de pernos - Los juegos de pernos están disponibles en una variedad de tamaños de 2 mm a 50 mm para adaptarse a toda la gama de dimensiones de paquetes de chip, desde componentes CSP miniaturizados hasta paquetes BGA más grandes.

Ensayos a alta temperatura - Las cámaras ambientales de alta temperatura están disponibles para realizar ensayos de tracción de pernos a temperaturas elevadas, lo que permite a los ingenieros evaluar la resistencia de la unión adhesiva en condiciones que reflejan entornos operativos reales y escenarios de estrés térmico.

Software - El software Bluehill® Universal se utiliza para configurar y ejecutar métodos de ensayo de tracción de pernos, con resultados que incluyen la fuerza de tracción máxima y curvas de fuerza-desplazamiento disponibles para análisis e informes de cumplimiento.

Instron load string assembly configured for stud pull testing of electronic chip packages and microelectronic components

Tensile Testing of Lead Frame Joints or Lead Pull Test

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Tanto si está configurando un nuevo programa de ensayos de tracción de pernos como si necesita ayuda para seleccionar el tamaño de perno y la configuración del dispositivo adecuados para sus ensamblajes de paquetes, nuestro equipo está listo para ayudarle.

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Ensayo de flexión de paquetes electrónicos

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Ensayo de flexión de paquetes electrónicos

SEMI G69-0996 | ASTM D790 | ASTM D6272 | IPC TM-650 | JEDEC 9702 | MIL STD 883 | SEMI G86-0303

El desafío

A medida que los paquetes electrónicos se vuelven más pequeños, delgados y densamente poblados, comprender su fiabilidad mecánica bajo cargas de flexión resulta cada vez más crítico para la validación del diseño y el aseguramiento de la calidad.

Paquetes más delgados y complejos La tendencia hacia dispositivos portátiles ha producido PCB y paquetes electrónicos significativamente más delgados que las generaciones anteriores. Se introducen regularmente nuevos materiales y capas adicionales, cada uno de los cuales requiere la validación de la resistencia mecánica antes de que un diseño pueda aprobarse para producción. El comportamiento mecánico de estas estructuras delgadas multicapa bajo flexión es fundamentalmente diferente al de paquetes anteriores más simples y no siempre puede predecirse únicamente a partir de los datos del material.

Tensión inducida por el ensamblaje Durante el ensamblaje de PCB, los componentes montados en la parte superior e inferior del sustrato se someten a fuerzas de deformación que inducen tensión mecánica en todo el paquete. Comprender la magnitud de esta tensión y su efecto sobre la integridad del paquete es esencial para los OEM que desarrollan nuevos productos, especialmente a medida que aumenta el número de componentes por placa.

Tecnologías de paquetes emergentes Los nuevos formatos de paquetes, incluidos los paquetes chip-on-film y multicapa apilados, presentan desafíos mecánicos adicionales. Las interfaces complejas entre capas, sustratos e interconexiones crean múltiples sitios potenciales de fallo que requieren una caracterización mecánica exhaustiva para comprender y controlar.

Nuestra solución

Dispositivos de flexión micro - Los dispositivos de flexión micro de Instron están diseñados específicamente para ensayos de flexión de paquetes electrónicos de pequeña escala y componentes microelectrónicos. Están disponibles configuraciones de flexión de 3 y 4 puntos: la flexión de 3 puntos aplica tensión en una región local del paquete, mientras que la flexión de 4 puntos distribuye la tensión de manera más uniforme a lo largo de la luz, lo que permite evaluar diferentes mecanismos de fallo según el objetivo del ensayo.

Utilizando estos dispositivos, los ingenieros pueden determinar la carga a la que los paquetes experimentan fallo, incluidos agrietamiento, delaminación de capas e iniciación de grietas por fatiga, y caracterizar el comportamiento completo de carga-desplazamiento del paquete hasta el fallo y más allá.

Configuración de luz y yunque ajustables - Los dispositivos de flexión están disponibles con varios radios de yunque para adaptarse a diferentes dimensiones de paquetes. El ajuste de luz variable en el yunque inferior se logra mediante un micrómetro de tornillo, lo que permite establecer con precisión la longitud de luz para cada tamaño de paquete, garantizando que la geometría del ensayo se reproduzca con precisión entre probetas y a lo largo de los programas de ensayo.

Software Bluehill® Universal - El software Bluehill® Universal simplifica la configuración del método de ensayo para diferentes tamaños de componentes y proporciona las herramientas de cálculo necesarias para obtener la tensión de flexión, la deformación de flexión y el módulo a partir de los datos brutos de fuerza-desplazamiento. Cuando el desplazamiento de flexión es un resultado requerido, se puede realizar una rutina de corrección de compliance para eliminar las contribuciones de compliance del sistema del desplazamiento medido, garantizando que el desplazamiento de flexión reportado refleje con precisión la deformación de la probeta en lugar de la deflexión del sistema.

Close-up of Instron micro bend test fixture gripping a small electronic chip package specimen for three-point bend testing

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Tanto si está configurando un nuevo programa de ensayo de flexión para paquetes electrónicos como si busca mejorar la precisión y repetibilidad de uno existente, nuestro equipo puede ayudarle a identificar la configuración de dispositivo, los ajustes de luz y la configuración del sistema adecuados para sus componentes y normas.

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Ensayo de tracción de laminados revestidos de cobre (CCL)

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Ensayo de tracción de laminados revestidos de cobre (CCL)

IPC TM-650 | ASTM D5109-12

El desafío

Los laminados revestidos de cobre son el material de sustrato fundamental utilizado en la fabricación de placas de circuito impreso, proporcionando tanto la conductividad eléctrica como las características de rendimiento físico —incluyendo la estabilidad dimensional, la resistencia al pelado, la resistencia a la flexión y la resistencia al calor— de las que depende la fiabilidad de las PCB.

Los CCL están compuestos por múltiples capas de lámina de cobre y materiales de refuerzo, siendo el sistema de refuerzo y resina el que determina gran parte del comportamiento mecánico del laminado. Los materiales de refuerzo comunes incluyen tela de fibra de vidrio, papel y otros sustratos, utilizados en combinación con sistemas de resina como fenólicos, epoxi y poliimida. A medida que se desarrollan nuevas combinaciones de materiales, los ensayos mecánicos son esenciales para caracterizar la resistencia a la tracción y el comportamiento de deformación de cada formulación antes de que sea aprobada para su uso en la producción de PCB.

Un área de particular interés para los fabricantes es el rendimiento mecánico de los CCL a temperaturas elevadas. Los laminados reforzados están diseñados para resistir el estrés térmico durante el montaje de las PCB, y los fabricantes necesitan la confianza de que el rendimiento a la tracción a altas temperaturas es comparable al rendimiento a temperatura ambiente. Esto requiere ensayos en un rango de temperaturas con una medición precisa de la deformación bajo cada condición.

Nuestra solución

Sistemas de ensayo - Los sistemas de mesa de columna simple y doble de la serie 6800 de Instron son adecuados para los ensayos de tracción de CCL y pueden equiparse con mordazas adaptadas a las dimensiones de las probetas de laminado que se ensayan. La serie 3400 también está disponible según el rango de fuerza y los requisitos del laboratorio.

Medición de la deformación - Hay disponibles opciones de medición de la deformación tanto de contacto como sin contacto para los ensayos de tracción de CCL:

Extensómetros de contacto — los extensómetros axiales de clip de la serie 2630 y la serie W-6820 proporcionan una medición de la deformación sencilla y fiable para los ensayos a temperatura ambiente. También hay disponibles extensómetros de contacto compatibles con altas temperaturas para aplicaciones a temperaturas elevadas.
Extensometría de vídeo sin contacto — el extensómetro de vídeo avanzado AVE3 proporciona una medición de la deformación sin contacto de mayor precisión, eliminando el riesgo de influencia de la probeta por el contacto con el filo y mejorando la repetibilidad — particularmente útil para probetas de laminado delgadas o delicadas.
Cámaras ambientales para ensayos de temperatura - Las cámaras ambientales de la serie 3119-600(se abre en una nueva pestaña) apoyan los ensayos de tracción en un rango de temperaturas de -150 °C a +350 °C — cubriendo tanto las condiciones de baja como de alta temperatura relevantes para la caracterización de CCL y la simulación de montaje de PCB. Hay disponibles mordazas y extensómetros de tipo contacto compatibles para su uso dentro de la cámara a temperaturas elevadas.

Software - El software Bluehill® Universal proporciona las herramientas necesarias para configurar métodos de ensayo, ejecutar ensayos en diferentes condiciones ambientales y calcular resultados, incluyendo la resistencia a la tracción y la deformación. La función QuickTest permite a los operadores realizar un ensayo de tracción rápido para obtener resultados preliminares de un nuevo material CCL rápidamente, antes de comprometerse con un programa de ensayo completo.

Instron testing system with grips performing tensile testing of a copper clad laminate strip specimen under red illumination

Instron testing system with screw side action grips holding a copper clad laminate strip specimen for tensile testing under red illumination

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Ya sea que esté configurando un nuevo programa de ensayos de tracción de CCL o necesite ayuda para seleccionar la mordaza, el extensómetro y la configuración de cámara adecuados para su rango de temperatura y dimensiones de probeta, nuestro equipo puede ayudarle.

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Ensayo de tracción de marcos de conexión y unión de cables

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Ensayo de tracción de marcos de conexión y unión de cables

IPC TM-650 | ASTM F459-13

El desafío

Los marcos de conexión proporcionan la interconexión eléctrica entre el chip y el sustrato en una amplia gama de encapsulados electrónicos, incluidos condensadores, resistencias y chips de circuitos integrados (CI). Los componentes sencillos pueden tener una o dos patillas, mientras que los encapsulados de CI complejos pueden tener cientos. Estos marcos de conexión se unen mediante materiales de pasta de soldadura, y evaluar la resistencia de esas uniones es una parte fundamental de los ensayos de fiabilidad.

El ensayo de tracción a tracción revela dónde se produce el fallo en la unión soldada y ayuda a los ingenieros a comparar el rendimiento de distintos materiales de marcos de conexión, como el oro y el cobre, durante el desarrollo de nuevos productos y la cualificación del montaje final. Entre los retos habituales en los ensayos de tracción de marcos de conexión se incluyen el agarre preciso de patillas de paso fino, la alineación exacta de encapsulados y componentes, el montaje seguro de placas de circuito impreso (PCB) y la identificación del punto exacto de fallo en tiempo real.

Nuestra solución

Micro mordazas neumáticas - Las micro mordazas neumáticas de Instron están diseñadas específicamente para el ensayo de tracción de marcos de conexión, sujetando las patillas en una posición precisa y repetible para realizar ensayos de tracción con exactitud. La actuación neumática garantiza una fuerza de sujeción uniforme en cada ensayo, reduciendo la variabilidad del operario y mejorando la repetibilidad de los resultados.

Mesas XY para alineación de PCB - Las mesas XY permiten montar y posicionar con precisión PCB rígidas o flexibles para el ensayo. Los ajustes micrométricos en los ejes X e Y, junto con el ajuste angular theta, permiten una alineación precisa de componentes de paso fino antes del agarre. Las mesas XY están disponibles en versiones manuales y motorizadas; la versión motorizada permite ensayos de tracción de patillas totalmente automatizados para aplicaciones de alto rendimiento que requieren la máxima precisión y repetibilidad.

Módulo de vídeo TestCam - El módulo TestCam para Bluehill® Universal captura vídeo a alta velocidad de fotogramas sincronizado con los datos del ensayo, lo que permite a los operarios revisar imágenes y vídeo en puntos específicos del ensayo en tiempo real. Esto facilita confirmar visualmente la ubicación y el modo de fallo junto con los datos de fuerza-desplazamiento.

Software Bluehill® Universal - Bluehill Universal proporciona las herramientas de cálculo y las capacidades de representación gráfica necesarias para el ensayo de tracción de marcos de conexión, incluidos gráficos de fuerza frente a desplazamiento que identifican la carga máxima necesaria para separar la patilla de la unión soldada. Se pueden añadir cálculos personalizados y curvas de respuesta para adaptarse a requisitos específicos de ensayo y formatos de informe.

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Tanto si está configurando un nuevo programa de ensayo de tracción de marcos de conexión como si busca mejorar la precisión y el rendimiento de uno existente, nuestro equipo puede ayudarle a identificar las mordazas, los útiles y la configuración del sistema adecuados para su aplicación.

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Ensayo de torsión de circuitos flexibles y componentes microelectrónicos

IPC TM-650

El desafío

Nuestra solución

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Ensayo de flexión de placas de circuito impreso

AEC-Q200-005A | IPC TM-650 | ASTM F3147-15

El desafío

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Ensayos de cizallamiento de matrices en paquetes electrónicos

IPC TM-650 | MIL-STD-883E | AEC-Q200-006A | ASTM F1269-13

El desafío

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Ensayo de compresión de paquetes de CI

El desafío

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Ensayo de compresión de bolas de soldadura

IPC TM-650

El desafío

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Ensayo de tracción de pernos para paquetes electrónicos

El desafío

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Ensayo de flexión de paquetes electrónicos

SEMI G69-0996 | ASTM D790 | ASTM D6272 | IPC TM-650 | JEDEC 9702 | MIL STD 883 | SEMI G86-0303

El desafío

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Ensayo de tracción de laminados revestidos de cobre (CCL)

IPC TM-650 | ASTM D5109-12

El desafío

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Ensayo de tracción de marcos de conexión y unión de cables

IPC TM-650 | ASTM F459-13

El desafío

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