在電子封裝領(lǐng)域，焊點的可靠性直接決定了電子產(chǎn)品的性能和壽命。隨著BGA（球柵陣列封裝）、CSP（芯片級封裝）和WLCSP（晶圓級芯片尺寸封裝）等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，焊點的機(jī)械強(qiáng)度和界面結(jié)合質(zhì)量成為關(guān)鍵評估指標(biāo)。錫球推力測試（Solder Ball Shear Test）作為一種高效的焊點可靠性檢測方法，能夠精確測量焊球與焊盤之間的抗剪切強(qiáng)度，為焊接工藝優(yōu)化和產(chǎn)品可靠性驗證提供重要依據(jù)。
科準(zhǔn)測控小編將為您詳細(xì)介紹錫球推力測試的原理、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、測試設(shè)備及操作流程，幫助您全面掌握這一關(guān)鍵測試技術(shù)。
一、測試原理
錫球推力測試通過施加水平剪切力于焊球根部，測量其與焊盤分離時的最大剪切力，從而評估焊點的機(jī)械強(qiáng)度和界面結(jié)合質(zhì)量。測試過程中，剪切工具以恒定速度推動焊球，記錄力-位移曲線，并通過峰值力值判斷焊點的可靠性。
關(guān)鍵參數(shù)：
剪切高度：通常設(shè)置為焊球高度的15%-25%（如15 μm），以確保剪切力作用于焊球與焊盤的界面。
剪切速度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（如JESD22-B117）推薦，一般為100-500 μm/s（常用200 μm/s）。
失效模式：包括焊球斷裂、界面剝離或混合失效，需通過顯微鏡或SEM進(jìn)一步分析。
二、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
錫球推力測試需遵循以下國際標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)可比性和可靠性：
1、JESD22-B117（由JEDEC制定）
規(guī)定剪切工具尺寸、剪切高度、測試速度等核心參數(shù)。
明確數(shù)據(jù)統(tǒng)計要求（如樣本量≥20個焊球）。
2、IPC-7095（BGA設(shè)計與組裝指南）
補(bǔ)充焊接工藝對推力測試的影響，如回流焊曲線、焊膏選擇等。
3、企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)
部分企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品需求制定更嚴(yán)格的剪切力閾值（如工業(yè)級BGA要求單球剪切力≥5N）。
三、測試設(shè)備
1、Beta S100推拉力測試機(jī)
Beta S100推拉力測試機(jī)是專為微電子封裝可靠性測試設(shè)計的高精度設(shè)備，特別適合錫球推力測試需求。
1. 設(shè)備特點
高精度：全量程采用24Bit超高分辨率數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
多功能：支持拉力、推力、剪切力等多種測試模式，適用于不同封裝形式。
智能化操作：配備自動數(shù)據(jù)采集、SPC統(tǒng)計分析及一鍵報告生成功能。
安全設(shè)計：獨立安全限位、自動模組識別和防誤撞保護(hù)，避免樣品損壞。
2. 夾具系統(tǒng)
多種規(guī)格的剪切工具（適用于不同尺寸焊球）。
鉤型拉力夾具，適用于焊球垂直拉拔測試。
定制化夾具解決方案，滿足特殊測試需求。
四、測試流程
1. 樣本制備
切割BGA樣品至單個焊點單元，或使用未組裝的空白基板。
清潔表面，避免污染物影響測試結(jié)果。
2. 設(shè)備校準(zhǔn)
在顯微鏡下調(diào)整剪切工具位置，確保對準(zhǔn)焊球根部。
設(shè)置剪切高度（如15 μm）和速度（200 μm/s）。
3. 執(zhí)行測試
啟動設(shè)備，工具水平推動焊球至脫落，記錄力-位移曲線。
保存峰值力值（N）及失效位置圖像。
4. 數(shù)據(jù)分析
統(tǒng)計20個以上焊球的剪切力，計算均值、標(biāo)準(zhǔn)差及CpK。
結(jié)合失效模式（如界面斷裂或焊球內(nèi)聚失效）評估工藝缺陷。
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