封装应力机械强度测试检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-28  

封装应力机械强度测试检测聚焦于评估封装结构在机械应力下的性能表现,涵盖拉伸、压缩、剪切等关键力学参数测定,涉及材料界面结合强度、疲劳特性及热应力残余分析,为封装可靠性提供量化依据,采用标准化测试方法确保数据客观性。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

封装体抗拉强度测试:通过轴向拉伸载荷测定封装体断裂时的最大应力值,适用于评估材料间结合强度及整体抗拉性能,测试参数包括加载速率(1-5mm/min)、试样尺寸(长度50±0.5mm,宽度10±0.2mm)、测量精度(±1%FS)。

封装体抗压强度测试:施加垂直于封装面的压缩载荷直至破坏,用于评估封装结构抗挤压能力,参数涉及最大载荷(500kN)、应变测量范围(0-2%)、应力计算依据GB/T 50081标准。

封装体剪切强度测试:通过剪切力加载测定封装层间或材料界面的抗剪切能力,重点关注界面结合失效模式,参数包括剪切速率(0.1-0.5mm/min)、试样厚度(2-5mm)、数据采样频率(100Hz)。

封装体弯曲强度测试:对封装梁状试样施加三点或四点弯曲载荷,测定其抵抗弯曲变形的能力,参数涵盖跨距(20-50mm)、挠度测量精度(0.01mm)、加载方式(恒速加载)。

封装体冲击韧性测试:使用摆锤冲击载荷评估封装体在瞬时冲击下的能量吸收能力,参数包括冲击能量(1-50J)、试样缺口类型(U型/V型)、测试温度(-40℃~150℃)。

封装界面结合强度测试:针对封装层间界面(如芯片-基板、封装材料-外壳)进行剥离或拉伸测试,测定界面结合能及失效临界载荷,参数涉及剥离速率(0.1-10mm/min)、界面结合面积(50-200mm²)、红外热像辅助监测。

封装材料弹性模量测试:通过应力-应变曲线线性段斜率计算材料的弹性模量,反映材料在弹性变形阶段的刚度特性,参数包括测试应变范围(0.1%-0.3%)、载荷精度(±0.5%)、温度控制(23±2℃)。

封装材料泊松比测试:测量材料在轴向拉伸/压缩时横向应变与轴向应变的比值,用于分析封装结构的变形协调性,参数涉及横向应变测量精度(±0.01%)、加载速率(0.5mm/min)、数据处理采用最小二乘法拟合。

封装体疲劳强度测试:在循环载荷下测定封装体的疲劳极限及寿命,评估长期机械应力作用下的可靠性,参数包括载荷比(R=0.1/0.5)、循环频率(1-10Hz)、试验周期(10^4-10^7次)。

封装体热应力残余测试:通过热循环或温度骤变后测量封装体的残余变形或内部应力分布,评估热机械应力导致的结构损伤,参数涉及温度范围(-55℃~125℃)、温变速率(5℃/min)、残余应力测量精度(±5MPa)。

检测范围

半导体芯片封装:包括QFN、BGA、Flip Chip等封装形式的引线框架、封装体及焊球界面机械强度检测。

LED封装器件:针对COB、SMD等封装结构的基板粘结强度、封装胶体抗冲击性及灯珠抗热应力性能测试。

功率模块封装:IGBT、MOSFET等模块的陶瓷基板与散热片界面结合强度、外壳密封机械强度及内部键合线抗拉性能检测。

传感器封装组件:压力传感器、加速度传感器的封装外壳与敏感元件粘结强度、封装体抗振动疲劳性能测试。

汽车电子封装:ECU、传感器模块的汽车级封装机械强度(如振动、冲击、温度循环后的结构完整性)检测。

航空航天电子封装:卫星、飞船用高可靠封装的极端环境(高温、高压、辐射)下机械强度及界面结合性能测试。

消费电子封装:手机、平板等设备的精密封装(如摄像头模组、屏幕贴合)抗跌落冲击、按键按压疲劳强度检测。

光伏组件封装:太阳能电池片的EVA胶膜粘结强度、铝边框与玻璃界面抗风压机械强度及层压件抗蠕变性能测试。

MEMS器件封装:微机电系统的封装外壳与敏感结构(如陀螺、加速度计)的键合强度、抗冲击机械强度检测。

柔性电子封装:可折叠显示屏、柔性传感器的封装材料(如PI薄膜、胶粘剂)抗弯折疲劳强度、界面剥离强度测试。

检测标准

ASTM D638-2014:塑料拉伸性能的测定标准,规定拉伸试验方法及试样尺寸、加载速率等参数。

ISO 6892-1:2019:金属材料拉伸试验第1部分,适用于金属封装材料或金属-聚合物复合封装体的拉伸强度测试。

GB/T 1409.1-2005:半导体封装机械性能测试方法,规定引线框架、封装体的拉伸、弯曲等力学性能测试要求。

ASTM D790-2017:未增强和增强塑料与电绝缘材料的弯曲性能试验方法,适用于塑料封装体的弯曲强度测试。

ISO 4892-2:2013:塑料实验室光源暴露试验方法第2部分,用于评估光老化对封装体机械强度的影响。

GB/T 2423.10-2008:电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦),规定振动环境下封装体机械强度的测试流程。

ASTM E8/E8M-2016:金属材料拉伸试验的标准试验方法,适用于金属封装外壳或金属基板的拉伸强度测试。

ISO 7500-1:2015:金属材料拉伸试验的验证与校准,规定试验机力值与位移测量的校准要求。

GB/T 1040.1-2018:塑料拉伸性能的测定第1部分,明确不同类型塑料封装材料的拉伸试验条件。

ASTM D2290-2013:热塑性塑料蠕变性能试验方法,用于评估长期恒载下封装体的蠕变变形及应力松弛特性。

检测仪器

万能材料试验机:配备高精度伺服电机与闭环控制系统,支持拉伸、压缩、弯曲、剪切等多种力学性能测试,配置力传感器(量程0.1-500kN,精度±0.5%FS)和位移传感器(分辨率0.001mm),用于封装体各项静态力学强度测试。

摆锤式冲击试验机:采用摆锤储能释放原理,通过测量摆锤冲击前后的势能差计算试样吸收的冲击能量,配置不同能量等级摆锤(1J-50J)和自动送样装置,适用于封装体冲击韧性测试。

动态力学分析仪(DMA):通过施加正弦交变载荷并监测样品的应力-应变响应,测定材料的储能模量、损耗模量及玻璃化转变温度,频率范围0.01-100Hz,温度范围-150℃~600℃,用于封装材料的动态力学性能分析。

热机械分析仪(TMA):在程序控温下测量样品的尺寸变化,可测定热膨胀系数、收缩率及热应力残余量,配备高精度位移传感器(分辨率0.1μm)和多种夹具(拉伸、压缩、弯曲),适用于封装体热应力相关测试。

扫描电子显微镜(SEM):利用电子束扫描样品表面产生二次电子信号成像,分辨率可达0.5nm,结合能谱仪(EDS)可分析界面元素分布,用于观察封装界面微观结构(如键合界面、分层缺陷)及失效模式分析。

引伸计:安装于试样标距段,通过光学或电阻应变片测量试样的微小变形,量程0.1-10mm,精度±0.5%,用于精确测定拉伸、弯曲试验中的应变数据。

高频疲劳试验机:采用电磁或液压激振方式,施加高频循环载荷(50-500Hz),测定材料或构件的疲劳寿命与疲劳极限,配置力传感器(量程5-500kN)和位移监测系统,适用于封装体高频振动环境下的疲劳强度测试。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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