在顯示技術(shù)競相追逐的今天，miniLED以其zhuo越的對比度、亮度和精細(xì)的控光能力，已成為gao端顯示屏的代名詞。然而，璀璨畫質(zhì)的背后，是數(shù)以萬計(jì)微米級芯片的精密協(xié)作，這對制造工藝的可靠性提出了qian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)與市場成敗。
因此，miniLED推力測試已從一項(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)測控小編旨在通過本文，系統(tǒng)性地闡述推力測試的核心原理、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、 測試原理
miniLED推力測試，又稱芯片剪切力測試（Die Shear Test），其核心原理是使用一個精密的推刀（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。
測試機(jī)通過高精度傳感器實(shí)時監(jiān)測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、 測試標(biāo)準(zhǔn)與目的
1、目的
質(zhì)量監(jiān)控：定量檢測固晶工藝的加工質(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。
來料檢驗(yàn)：評估焊膏、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)鍵評價手段。
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)。一個常見的合格判據(jù)示例如下：
平均推力（Average） ≥ 80 gf (gram-force)
最小推力（Min） ≥ 50 gf
過程能力指數(shù)（CPK） ≥ 1.33 (表明工藝穩(wěn)定且具備足夠的過程能力)
失效模式：不允許出現(xiàn)“焊盤剝離"等基板本質(zhì)缺陷；“芯片脫落"比例需控制在極低水平。
三、 測試儀器與夾具
1、Beta S100推拉力測試機(jī)
該系統(tǒng)具備高分辨率力值傳感器、精密運(yùn)動控制平臺和專用測控軟件，是完成微牛頓級精密推力測試的關(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)固裝夾待測的miniLED樣品板，防止測試過程中基板移動或振動，確保測試數(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、 測試流程（SOP）
1. 準(zhǔn)備工作
開啟Beta S100測試機(jī)及軟件，預(yù)熱穩(wěn)定。
根據(jù)待測芯片尺寸，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試平臺上。
在軟件中設(shè)置測試參數(shù)（詳見下文）。
2. 參數(shù)設(shè)置
測試類型：破壞性剪切測試
選擇量程：250g (確保預(yù)估力值在量程的10%-90%內(nèi))
測試速度：500 µm/s (標(biāo)準(zhǔn)速度，保證測試的均衡性)
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)上抬升一個精確高度，理想位置為芯片高度的1/4至1/3處。必須通過顯微鏡觀察并微調(diào)該值，過高或過低都會導(dǎo)致測試結(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)行測試
在軟件中移動平臺，將推刀精確定位到第一顆待測芯片旁，中間留有微小間隙。
確認(rèn)參數(shù)和位置無誤后，點(diǎn)擊軟件中的“開始測試"。
設(shè)備自動運(yùn)行：推刀下降至設(shè)定高度 → 以500µm/s速度水平推動芯片 → 傳感器記錄實(shí)時力值曲線 → 芯片被推脫后，推刀自動退回。
軟件自動捕捉并記錄峰值推力值（單位: gf）。
4. 失效模式分析（FMA）
在一次測試完成后，立即通過顯微鏡或攝像頭觀察芯片脫落后的焊盤形貌。
判斷并記錄失效模式，這是分析問題的關(guān)鍵：
芯片脫落 (Die Shear)：芯片與焊料wan全分離，焊盤干凈。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。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。
焊盤剝離 (Pad Lift)：基板上的銅焊盤被從基材上撕脫。表明結(jié)合力已超過基板自身附著力，是基板質(zhì)量問題，需反饋給供應(yīng)商。
芯片碎裂 (Die Crack)：芯片本身破裂?？赡苁峭屏^大、剪切高度過低或芯片本身存在隱裂。
在軟件中為該次測試結(jié)果備注對應(yīng)的失效模式。
5. 循環(huán)測試
移動平臺，將下一顆待測芯片定位到推刀前。
重復(fù)執(zhí)行步驟3和步驟4，直至完成全部60顆芯片的測試。
五、 結(jié)果分析與報(bào)告
數(shù)據(jù)導(dǎo)出：測試完成后，將全部60個有效數(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)算過程能力指數(shù) (CPK)，全面評估生產(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)行對比，判定該批次固晶工藝是否合格。
生成測試報(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。
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