在當今飛速發(fā)展的無線通信、物聯(lián)網和智能手機領域，聲表面波（SAW）濾波器作為射頻前端模塊的核心器件，其性能與可靠性直接決定了通信質量。隨著5G技術的普及，SAW器件正朝著更小尺寸、更高頻率和更高可靠性的方向發(fā)展。圓片級封裝（WLP）技術因其能夠實現(xiàn)超小型化、低成本和高性能，已成為SAW器件主流的先進封裝形式。
然而，WLP工藝中的焊點（Bump）作為連接芯片與外部電路的wei一機械和電氣通道，其焊接質量至關重要。焊點存在虛焊、冷焊、空洞或強度不足等問題，將直接導致器件失效，影響整機產品的壽命與可靠性。因此，對SAW圓片級封裝焊點進行精確的機械強度測試，是保障產品質量、優(yōu)化封裝工藝重要的關鍵環(huán)節(jié)。
本文科準測控小編將重點介紹利用Alpha W260推拉力測試儀進行SAW圓片級封裝焊點剪切力測試的原理、遵循的標準、儀器要求以及詳細操作流程，為相關領域的工程師和質量控制人員提供一套完整、專業(yè)的解決方案。
一、 測試原理
焊點剪切測試（Shear Test）是評估焊點機械強度的經典方法。其基本原理是：使用一個高度精確、平行于基板表面的剪切工具，以恒定的速度推向單個焊點，直至焊點發(fā)生斷裂（破裂或脫落）。儀器實時記錄整個過程中施加的力值，并捕捉其最大值，該最大值即為該焊點的剪切強度。
通過分析力-位移曲線和焊點斷裂后的形態(tài)（界面斷裂、焊料本身斷裂或混合斷裂），可以綜合判斷焊點的焊接質量、結合強度以及潛在的工藝缺陷（如IMC層過厚、焊接不良等）。
二、 測試標準
JEDEC JESD22-B117A： 《球焊剪切測試標準》（Shear Test Method for Ball Bonds）。該標準詳細規(guī)定了針對焊球、凸點等焊點的剪切測試方法，包括設備精度要求、工具選擇、測試速度、剪切高度設定以及數據報告要求等，是微電子封裝強度測試的quan威指導文件。
關鍵參數要求（基于JESD22-B117A）：
A、測試工具： 剪切工具必須堅硬、平坦且平行于基板表面，其接觸面應光滑以避免切入焊點。
B、剪切高度： 工具接觸基板的高度（Standoff）是核心參數。通常要求工具底面與基板表面的距離（H）為焊點高度（h）的 15% - 25% 。此舉旨在確保力作用于焊點本體而非其根部，從而獲得真實的焊料強度。
公式： H ≈ (0.15 ~ 0.25) * h
C、測試速度： 標準推薦范圍為 100 μm/s 至 1000 μm/s。常見選擇為200-500 μm/s，具體速度需根據焊料材質和工藝確定，并在報告中注明。
三、 測試儀器
1、Alpha W260推拉力測試儀
儀器核心特點：
a、高精度力傳感器： 可選配不同量程的高精度傳感器（如2kgf、50kgf），確保微小焊點（如Cu Pillar、Solder Bump）的力值測量準確無誤。
b、超高定位精度： 配備高性能光學顯微鏡和高精度移動平臺，支持微米級的精確對位，確保剪切工具能準確對準待測焊點。
c、智能控制系統(tǒng)： 全觸控屏操作，軟件可預先設置測試參數（速度、剪切高度、目標位置等），并自動執(zhí)行測試，消除人為操作誤差。
d、數據與分析： 自動記錄每次測試的峰值力值（剪切強度），并生成力-位移曲線。內置統(tǒng)計分析功能，可計算平均值、標準差、CPK等，一鍵生成測試報告。
e、豐富的工具套件： 提供多種規(guī)格的剪切工具和夾具，以滿足不同尺寸和間距的焊點測試需求，wan美適配SAW圓片級封裝的密集陣列焊點。
四、 測試流程
1、樣品制備
將完成圓片級封裝的SAW晶圓或切割后的單個芯片，固定在專用夾具上，確保待測面水平且穩(wěn)固無松動。
2、儀器設置
安裝工具： 選擇尺寸合適的剪切工具并安裝到傳感器上。工具寬度應大于焊點直徑但小于相鄰焊點間距，以避免干涉。
3、選擇傳感器： 根據焊點的預估剪切力值，選擇合適的力傳感器量程（通常SAW焊點選擇0.5kgf或2kgf傳感器）。
4、參數設置： 在軟件中設置測試速度（如500 μm/s）、剪切高度（根據焊點高度計算并設置）、測試位置等。
5、對位與校準
通過顯微鏡和移動平臺，將剪切工具精確移動至第一個待測焊點旁邊。
確保工具底面與樣品基板表面平行。
精確設定Z軸零點（工具剛好接觸基板表面），然后根據計算公式將工具抬升至目標剪切高度（H）。
6、執(zhí)行測試
確認參數無誤后，啟動測試程序。工具將以設定速度水平推向焊點，直至將其推脫。
儀器自動保存最大剪切力值和整個力-位移曲線。
7、結果分析與報告
重復步驟3-4，對同一批次的多個焊點（通常至少15-20個有效數據）進行測試。
觀察每次測試后焊點的斷裂模式（可通過顯微鏡觀察），并記錄。
測試完成后，軟件將自動生成統(tǒng)計報告，包括平均值、最小值、最大值、標準差和CPK過程能力指數，全面評估該批焊點的強度一致性與可靠性。
將力值數據與斷裂模式結合分析，為工藝改進提供方向（例如，力值低且多為界面斷裂，可能預示焊接工藝存在問題）。
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