在現(xiàn)代電子制造行業(yè)中，球柵陣列（BGA）封裝因其高密度,、高性能的特點,，已成為集成電路封裝的主流技術(shù)之一。然而,，隨著電子產(chǎn)品向小型化,、多功能化發(fā)展，BGA焊點的可靠性問題日益凸顯,，尤其是在SMT（表面貼裝技術(shù)）工藝中,，焊球與器件本體的結(jié)合強度直接影響產(chǎn)品的長期穩(wěn)定性。

在實際生產(chǎn)過程中,，常常出現(xiàn)BGA焊球在焊接或使用階段發(fā)生開裂的情況,，而經(jīng)過排查后發(fā)現(xiàn)，這些問題并非由SMT工藝缺陷導(dǎo)致,，而是源于BGA封裝時的置球不良,。如何提前發(fā)現(xiàn)并規(guī)避此類風(fēng)險？BGA焊球剪切強度測試成為了關(guān)鍵的質(zhì)量控制手段,。該測試通過測量焊球的機械強度,，并結(jié)合破壞模式分析，能夠有效評估焊點的可靠性,，從而優(yōu)化生產(chǎn)工藝,，降低失效風(fēng)險。

作為專業(yè)的力學(xué)設(shè)備供應(yīng)商,，科準測控小編深知BGA焊點可靠性對電子制造的重要性,。我們致力于為客戶提供高精度的測試方案，幫助優(yōu)化工藝參數(shù),，提升產(chǎn)品良率,。本文將從測試原理、標準要求、設(shè)備選型及操作流程等方面,，詳細介紹BGA焊球剪切強度測試的關(guān)鍵要點,，助力企業(yè)實現(xiàn)更高效、更可靠的電子封裝制造,。

一,、測試目的

評估BGA焊錫球的機械強度和可靠性，確保其在后續(xù)SMT工藝或使用中不易失效,。

檢測置球工藝質(zhì)量（如焊球與器件本體的結(jié)合強度）,，避免因置球不良導(dǎo)致的開裂問題。

分析焊點失效模式（界面斷裂,、球體斷裂,、基板剝離等），為工藝改進提供依據(jù),。

二,、測試原理

通過機械推桿（撞錘）對BGA焊球施加平行于基板的剪切力，直至焊球斷裂或剝離,，記錄最大剪切力。通過破壞界面分析失效模式,，判斷焊球與基板或器件本體的結(jié)合質(zhì)量,。

三、測試標準

JEDEC標準：JESD22-B117（《BGA Ball Shear Test Method》）

規(guī)定剪切方向,、推桿高度,、速度等參數(shù)。

要求剪切后統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析（如剔除低于“平均值-3σ"的異常值）,。

四,、測試儀器

推薦設(shè)備：Alpha W260推拉力測試機

可兼容BGA焊球、金絲/鋁絲鍵合強度測試,。

2,、產(chǎn)品特點

高精度測量：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)的高精度,、高重復(fù)性和高再現(xiàn)性,。

多功能測試：支持推力、拉力,、剪切力等多種測試模式,，適用于多種封裝形式和測試需求。

智能化操作：配備搖桿操作和X,、Y軸自動工作臺,，簡化了測試流程，提高了測試效率。

安全設(shè)計：每個工位均設(shè)有獨立安全高度和限速,，有效防止誤操作對設(shè)備和樣品的損壞,。

模塊化設(shè)計：能夠自動識別并更換不同量程的測試模組，適應(yīng)不同產(chǎn)品的測試需求,。

五,、測試流程

1、樣品準備

確保BGA樣品清潔,，無氧化或污染,。

固定樣品于測試平臺，使焊球水平朝向推桿,。

2,、參數(shù)設(shè)置

推桿高度：距基板高度 >50μm且 <焊球高度的25%。

推桿寬度：與焊球直徑匹配（通常為球徑的80%~100%）,。

剪切速度：100μm/s（標準推薦）,。

3、執(zhí)行測試

推桿勻速推進,，直至焊球剪切失效,，儀器自動記錄最大剪切力（單位：N或gf）。

4,、數(shù)據(jù)分析

計算所有焊球的平均剪切力及標準偏差,，剔除低于“平均值-3σ"的異常數(shù)據(jù)。

驗收標準：參考行業(yè)規(guī)范或客戶要求（如最小剪切力閾值）,。

5,、失效模式分析

理想破壞：焊球本體斷裂（表明焊球強度>界面結(jié)合力）。

不良破壞：

界面斷裂（焊球與基板/器件分離）→ 置球工藝不良（如潤濕性差）,。

基板銅層剝離→ 基板鍍層或材料問題,。

6. 關(guān)鍵注意事項

推桿對齊：確保剪切方向嚴格垂直于置球方向，避免側(cè)向力干擾,。

高度控制：推桿過高會導(dǎo)致剪切力偏小,，過低可能損傷基板。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計：需測試足夠樣本（如每BGA至少5~10球）以提高可信度,。

環(huán)境條件：溫濕度可能影響焊球塑性,，建議在標準環(huán)境（如25±5℃）下測試。

7. 應(yīng)用場景

工藝驗證：新BGA封裝或置球工藝的可靠性評估,。

來料檢驗：BGA器件上機前的質(zhì)量篩查,。

失效分析：針對SMT焊接后BGA失效的根因分析。

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