在顯示技術(shù)競(jìng)相追逐的今天，miniLED以其卓越的對(duì)比度、亮度和精細(xì)的控光能力，已成為高端顯示屏的代名詞。然而，璀璨畫(huà)質(zhì)的背后，是數(shù)以萬(wàn)計(jì)微米級(jí)芯片的精密協(xié)作，這對(duì)制造工藝的可靠性提出了前所未有的挑戰(zhàn)。其中，固晶工藝的強(qiáng)度——即miniLED芯片與基板之間的結(jié)合力，是決定產(chǎn)品生命線的“基石”。推力不足，意味著潛在的暗點(diǎn)、閃爍乃至整屏失效，直接關(guān)乎品牌聲譽(yù)與市場(chǎng)成敗。

因此，miniLED推力測(cè)試已從一項(xiàng)普通的質(zhì)檢工序，躍升為確保量產(chǎn)良率、提升產(chǎn)品可靠性的核心技術(shù)關(guān)卡?？茰?zhǔn)測(cè)控小編旨在通過(guò)本文，系統(tǒng)性地闡述推力測(cè)試的核心原理、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并詳細(xì)解析基于Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，為業(yè)界同仁提供一份從理論到實(shí)踐的完整參考，助力跨越miniLED量產(chǎn)的可靠性之門。

一、測(cè)試原理

miniLED推力測(cè)試，又稱芯片剪切力測(cè)試（Die Shear Test），其核心原理是使用一個(gè)精密的推刀（Test Tool），以恒定且低速度水平推向已固晶的miniLED芯片側(cè)面，直至芯片與基板之間的結(jié)合界面發(fā)生破壞。

測(cè)試機(jī)通過(guò)高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄推刀所承受的力值變化，其峰值（Peak Force）即為該芯片的結(jié)合力值。通過(guò)分析該力值的大小以及破壞后界面的失效模式（Failure Mode Analysis, FMA），可以定量評(píng)估固晶工藝的強(qiáng)度、一致性與潛在缺陷，為工藝優(yōu)化和質(zhì)量判定提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

二、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與目的

1、目的

質(zhì)量監(jiān)控：定量檢測(cè)固晶工藝的加工質(zhì)量，確保每顆芯片的結(jié)合力滿足產(chǎn)品可靠性要求。

工藝改進(jìn)：通過(guò)失效模式分析，精準(zhǔn)定位固晶、焊料、芯片或基板環(huán)節(jié)的缺陷，指導(dǎo)工藝參數(shù)優(yōu)化。

來(lái)料檢驗(yàn)：評(píng)估焊膏、基板或芯片本身的質(zhì)量批次穩(wěn)定性。

可靠性驗(yàn)證：作為產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證（如熱老化、溫濕度循環(huán)后）的關(guān)鍵評(píng)價(jià)手段。

2、內(nèi)部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（示例）

企業(yè)通常根據(jù)自身產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料體系和可靠性要求制定內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)常見(jiàn)的合格判據(jù)示例如下：

平均推力（Average） ≥ 80 gf (gram-force)

最小推力（Min） ≥ 50 gf

過(guò)程能力指數(shù)（CPK） ≥ 1.33 (表明工藝穩(wěn)定且具備足夠的過(guò)程能力)

失效模式：不允許出現(xiàn)“焊盤(pán)剝離”等基板本質(zhì)缺陷；“芯片脫落”比例需控制在極低水平。

三、測(cè)試儀器與夾具

1、Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)

該系統(tǒng)具備高分辨率力值傳感器、精密運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)和專用測(cè)控軟件，是完成微牛頓級(jí)精密推力測(cè)試的關(guān)鍵。

關(guān)鍵工具：

推刀（Shear Tool）：需根據(jù)芯片尺寸（如100x200μm）精確選擇。其刃口寬度必須大于芯片寬度但小于芯片間距，以確保只推動(dòng)目標(biāo)芯片而不觸碰到鄰近芯片。

定制化工裝夾具：用于穩(wěn)固裝夾待測(cè)的miniLED樣品板，防止測(cè)試過(guò)程中基板移動(dòng)或振動(dòng)，確保測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

輔助設(shè)備：顯微鏡或集成攝像頭，用于精確設(shè)定剪切高度和進(jìn)行失效模式觀察。

四、測(cè)試流程（SOP）

1. 準(zhǔn)備工作

開(kāi)啟Beta S100測(cè)試機(jī)及軟件，預(yù)熱穩(wěn)定。

根據(jù)待測(cè)芯片尺寸，安裝合適規(guī)格的推刀。

使用定制化工裝，將已完成固晶的miniLED樣品板牢固地裝夾在測(cè)試平臺(tái)上。

在軟件中設(shè)置測(cè)試參數(shù)（詳見(jiàn)下文）。

2. 參數(shù)設(shè)置

測(cè)試類型：破壞性剪切測(cè)試

選擇量程：250g (確保預(yù)估力值在量程的10%-90%內(nèi))

測(cè)試速度：500 μm/s (標(biāo)準(zhǔn)速度，保證測(cè)試的均衡性)

剪切高度：10 μm (此為關(guān)鍵參數(shù)！)

注意：此高度是一個(gè)初始設(shè)定值。實(shí)際操作中，應(yīng)先在顯微鏡下將推刀下降至剛好接觸基板表面，然后在此基礎(chǔ)上抬升一個(gè)精確高度，理想位置為芯片高度的1/4至1/3處。必須通過(guò)顯微鏡觀察并微調(diào)該值，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果失真。

樣本數(shù)量：60 pcs (為保證統(tǒng)計(jì)意義，建議每批不少于30顆)

3. 執(zhí)行測(cè)試

在軟件中移動(dòng)平臺(tái)，將推刀精確定位到第一顆待測(cè)芯片旁，中間留有微小間隙。

確認(rèn)參數(shù)和位置無(wú)誤后，點(diǎn)擊軟件中的“開(kāi)始測(cè)試”。

設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行：推刀下降至設(shè)定高度→ 以500μm/s速度水平推動(dòng)芯片 → 傳感器記錄實(shí)時(shí)力值曲線 → 芯片被推脫后，推刀自動(dòng)退回。

軟件自動(dòng)捕捉并記錄峰值推力值（單位: gf）。

4. 失效模式分析（FMA）

在一次測(cè)試完成后，立即通過(guò)顯微鏡或攝像頭觀察芯片脫落后的焊盤(pán)形貌。

判斷并記錄失效模式，這是分析問(wèn)題的關(guān)鍵：

芯片脫落(Die Shear)：芯片與焊料完全分離，焊盤(pán)干凈。表明界面結(jié)合力最差，需優(yōu)化焊接工藝（溫度、壓力、曲線）。

焊料內(nèi)聚斷裂(Solder Cohesive Failure)：焊料本身被剪斷，一部分殘留于芯片，一部分殘留于焊盤(pán)。表明結(jié)合力尚可，但焊料強(qiáng)度或回流焊工藝有待優(yōu)化。

焊盤(pán)剝離(Pad Lift)：基板上的銅焊盤(pán)被從基材上撕脫。表明結(jié)合力已超過(guò)基板自身附著力，是基板質(zhì)量問(wèn)題，需反饋給供應(yīng)商。

芯片碎裂(Die Crack)：芯片本身破裂。可能是推力過(guò)大、剪切高度過(guò)低或芯片本身存在隱裂。

在軟件中為該次測(cè)試結(jié)果備注對(duì)應(yīng)的失效模式。

5. 循環(huán)測(cè)試

移動(dòng)平臺(tái)，將下一顆待測(cè)芯片定位到推刀前。

重復(fù)執(zhí)行步驟3和步驟4，直至完成全部60顆芯片的測(cè)試。

五、結(jié)果分析與報(bào)告

數(shù)據(jù)導(dǎo)出：測(cè)試完成后，將全部60個(gè)有效數(shù)據(jù)（含推力值和失效模式備注）從軟件中導(dǎo)出至Excel或SPC統(tǒng)計(jì)軟件。

統(tǒng)計(jì)分析：

計(jì)算平均值(Average)、標(biāo)準(zhǔn)差 (σ)、最大值 (Max) 和最小值 (Min)。

計(jì)算過(guò)程能力指數(shù)(CPK)，全面評(píng)估生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和一致性。

結(jié)果判定與反饋：

將統(tǒng)計(jì)結(jié)果與內(nèi)部質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，判定該批次固晶工藝是否合格。

生成測(cè)試報(bào)告：報(bào)告應(yīng)包含推力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表、力值分布圖、失效模式分布餅圖以及CPK。

提出改進(jìn)建議：根據(jù)失效模式的分布比例，給出精準(zhǔn)的改進(jìn)方向。例如，若“芯片脫落”模式居多，則重點(diǎn)優(yōu)化固晶工藝；若“焊盤(pán)剝離”頻發(fā)，則立即聯(lián)系基板供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量追溯。

以上就是小編介紹的有關(guān)于miniLED推力測(cè)試的相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)?lái)幫助。如果您還對(duì)推拉力測(cè)試機(jī)怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項(xiàng)、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測(cè)試儀操作規(guī)范、使用方法和測(cè)試視頻，焊接強(qiáng)度測(cè)試儀使用方法和鍵合拉力測(cè)試儀等問(wèn)題感興趣，歡迎關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言?！究茰?zhǔn)測(cè)控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測(cè)試機(jī)在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點(diǎn)、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問(wèn)題及解決方案。

審核編輯 黃宇