落地式双臂式半导体拉力试验机为门式双柱落地结构，整机刚性好、运行稳定，适用于半导体封装及微电子组件的引线键合拉力、焊球推力、芯片剪切力及BGA植球强度等力学性能测试。采用高精度伺服驱动与闭环测控系统，可配置0-100g至0-100kg多种量程传感器。配备高倍显微定位系统，满足JEDEC、MIL-STD-883等国际测试标准，广泛应用于半导体、光电及质检机构。

落地式双臂式半导体拉力试验机采用高刚性门式双柱落地结构，专用于半导体封装中金线、铜线键合拉力、焊点剪切力及芯片粘接强度等可靠性检测。设备搭载高精度力值传感器与闭环伺服系统，力值分辨率可达0.01N，X/Y/Z轴定位精度达微米级。广泛应用于集成电路、LED封装及汽车电子领域的失效分析与质量控制。

一、实验原理

其核心实验原理基于力-位移闭环控制技术与高精度传感采集系统的协同运作。这类设备通常采用落地式双臂（门式）高刚性框架结构，通过伺服电机驱动精密滚珠丝杠，将旋转运动转化为横梁的垂直直线运动，以提供稳定的加载平台。

在测试过程中，设备主要针对半导体封装中的金线、铜线、铝线等引线键合点进行拉力测试，以及针对金球、铜球、锡球、晶片等元件进行推力（剪切力）测试。其工作方式可概括为：高灵敏度力传感器（如应变片式传感器）与测试工具（如钩针或推刀）相连，当工具与被测对象接触并施加力时，传感器实时采集力值变化信号。

力信号经由高分辨率（如24位或32位）模数转换器转化为数字信号，结合三闭环控制系统（荷重、位移、速度闭环），可实现全量程范围内的高精度测试（可达±0.1%）。整个测试过程由微机系统控制，通过专业软件可设定测试参数、实时绘制力-位移曲线，并在测试结束后自动生成包含最大力值、形变等关键数据的统计报表。

二、测试项目

该设备是半导体封装工艺中验证连接可靠性的核心检测工具，主要依据MIL-STD-883（美军标）、JEDEC JESD22系列、ASTM F1269等国际标准。其核心测试项目包括：

测试类型具体检测项目典型应用场景

拉力测试引线拉力（Wire Pull）评估金线、铜线、铝线等键合点的焊接强度（破坏性/非破坏性）

剪切力测试金球/铜球推力（Ball Shear）评估焊球与焊盘之间的结合力

BGA植球推力（BGA Ball Shear）评估BGA封装焊点可靠性

芯片剪切力（Die Shear）测定芯片与基板或引线框架的粘接或焊接强度

扩展测试镊子撕力、冷/热焊凸块拉力、立柱拉力用于特殊封装工艺或组件的力学性能评估

通过更换不同量程的测试模组（如从100g至100kg），设备可覆盖从细微引线到大型功率器件的广泛测试需求。

三、产品规格

1、设备整机自重：250kg、500kg、87kg、21.5kg、350kg

2、设备外形尺寸参数

设备整体高度：81.5cm、173cm、200cm、122cm、185cm

设备整体宽度：76.5cm、76cm、52cm、80cm、30cm

设备整体纵深：49.5cm、40cm、50cm、40cm、45cm

3、设备额定功率参数：0.75Kw、0.35Kw、0.65Kw、1.5Kw、0.11Kw

4、供电电气参数：设备适配50HZ工频、220V标准交流电压，符合国内实验室常规供电标准，运行供电稳定可靠

5、设备作业环境条件：设备可在20%~80%相对湿度环境下作业，适用温度范围为常温至40℃，适配各类室内检测工况

6、测试运行速度：整机试验进给速率可调区间为0.01~500mm/min，调速范围广泛，可满足各类材料的力学性能测试需求

7、无夹具有效作业行程：1100mm、800mm、1000mm、460mm（不含测试专用工装夹具）

8、力学试验承载力：10KN、5KN、20KN、100KN、1KN、50KN

9、设备机型规格：单臂数显式、双臂微机式、桌上台式、单臂微机式

四、操作流程

参考半导体推拉力测试机通用操作规程，落地式双臂式半导体拉力试验机典型流程如下：

设备准备：接通电源与气源，开启主机及测控软件，等待系统自检完成。根据预估力值选择并安装对应量程的测试模组（如拉力或推力模块）。

工具安装与校准：根据测试类型（拉力/推力），安装对应的测试工具（钩针或推刀）并牢固锁定。使用标准砝码或校准片对传感器进行精度验证与归零。

装夹样品与定位：使用真空吸附或机械夹具将待测样品（如芯片、PCB板）固定在高精度X/Y/Z运动平台上。通过显微镜或CCD成像系统，移动平台将测试目标（如金球、引线）移动至测试头正下方并精准对焦。

设定测试参数：在软件中，根据标准设定测试模式（如引线拉力、金球剪切）、测试速度、目标力值、剪切高度（推力测试关键参数）及着陆力等关键参数，并保存方案。

执行测试：在确认相对位置无误后，启动测试。设备按设定程序自动运行：测试头下降接触样品，以预设模式（如快速接近、慢速加载）施加力，直至样品发生断裂或达到终止条件。

数据记录与分析：测试结束后，系统自动记录峰值力、力-位移曲线、断裂模式等数据。软件支持生成单个测试报告，或对批量数据进行CPK、SPC统计分析，并可导出至MES系统。完成测试后，取下样品，清洁工具和平台。