在當今高速發(fā)展的微電子封裝和半導體制造領(lǐng)域,，球形凸點（如焊球,、導電膠凸點、銅柱凸點等）作為芯片與基板互連的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),，其機械可靠性直接影響產(chǎn)品的使用壽命和性能表現(xiàn),。隨著封裝技術(shù)向高密度、微型化方向發(fā)展,，凸點尺寸不斷縮小（部分已降至50μm以下）,，這對剪切力測試技術(shù)提出了更高要求。

ASTM F1269標準作為國際通用的球形凸點機械測試規(guī)范，為行業(yè)提供了科學的測試方法,。科準測控憑借多年材料力學測試經(jīng)驗,，結(jié)合推拉力測試機,，開發(fā)了一套完整的球形凸點剪切力測試解決方案。本文將系統(tǒng)性地介紹測試原理,、設(shè)備選型,、標準解讀、操作技巧及典型應(yīng)用案例,，為工程師提供實用的技術(shù)參考,。

一、測試原理

球形凸點剪切力測試通過施加平行于基板方向的力,，直至凸點發(fā)生斷裂或脫落,，記錄最大剪切力值。該測試可評估以下關(guān)鍵指標：

剪切強度：最大剪切力與凸點橫截面積的比值（單位：MPa）,。

失效模式：界面斷裂（粘接失效）,、凸點內(nèi)聚斷裂或混合失效。

工藝一致性：多組凸點剪切力的離散性分析,。

ASTM F1269標準規(guī)定了測試速度,、刀具幾何形狀及數(shù)據(jù)采集要求,，確保測試條件的一致性。

二,、測試目的

1、球形凸點剪切力測試的意義

可靠性評估：量化凸點與基板/芯片的結(jié)合強度

工藝優(yōu)化：比較不同焊接/固化工藝的質(zhì)量差異

失效分析：識別界面斷裂,、內(nèi)聚斷裂等失效模式

壽命預(yù)測：為熱循環(huán)可靠性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2、剪切力測試的力學模型

根據(jù)彈性力學理論,，球形凸點剪切過程可分為三個階段：

彈性變形階段：力-位移呈線性關(guān)系

塑性變形階段：材料發(fā)生屈服

斷裂階段：界面或凸點本體破壞

三,、測試工具和儀器

1、Alpha W260推拉力測試機

A,、設(shè)備介紹

Alpha W260推拉力測試機是專為微電子封裝設(shè)計的精密力學測試設(shè)備,，常見的測試有晶片推力、金球推力,、金線拉力等,，采用高速力值采集系統(tǒng)。根據(jù)測試需要更換相對應(yīng)的測試模組,系統(tǒng)自動識別模組,，并自由切換量程,。產(chǎn)品軟件操作簡單方便，適用于半導體IC封裝測試,、LED 封裝測試、光電子器件封裝測試,、PCBA電子組裝測試,、汽車電子,、航空航天、軍工等等,。亦可用于各種電子分析及研究單位失效分析領(lǐng)域以及各類院校教學和研究,。

2、推刀

3,、常用工裝夾具

四、測試流程

步驟一,、樣品準備

將帶有球形凸點的樣品（如BGA芯片）固定在測試平臺,，確保基板水平,。

使用光學系統(tǒng)定位目標凸點,，調(diào)整刀具高度至凸點高度的50%~70%處（ASTM F1269推薦）。

步驟二,、儀器設(shè)置

選擇ASTM F1269測試模板,，設(shè)置參數(shù)：

測試速度：50~500μm/s（依材料調(diào)整,，默認100μm/s）。

剪切方向：平行于基板,，刀具與凸點側(cè)壁接觸,。

終止條件：力值下降80%（凸點wan全剝離）。

步驟三,、執(zhí)行測試

啟動測試機,，刀具勻速推進,，實時監(jiān)測力值變化,。

記錄最大剪切力（F_max）及失效位置（界面或凸點內(nèi)部）。

步驟四,、數(shù)據(jù)分析

計算剪切強度：

統(tǒng)計分析同一批次凸點的強度分布,，評估工藝穩(wěn)定性。

步驟五,、報告輸出

生成包含以下內(nèi)容的測試報告：

最大剪切力,、剪切強度、失效模式,。

力-位移曲線及光學顯微鏡失效圖像,。

五、應(yīng)用案例

某半導體廠商采用Alpha W260測試錫銀焊球（直徑200μm）,，發(fā)現(xiàn)部分凸點剪切力低于標準值,。經(jīng)分析為回流焊溫度不足導致界面結(jié)合不良，優(yōu)化后剪切強度提升35%,。

以上就是小編介紹的有關(guān)球形凸點剪切力測試相關(guān)內(nèi)容了,，希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于電阻推力圖片,、測試標準,、測試方法和測試原理，推拉力測試機怎么使用視頻和圖解,，使用步驟及注意事項,、作業(yè)指導書，原理,、怎么校準和使用方法視頻,，推拉力測試儀操作規(guī)范、使用方法和測試視頻 ,，焊接強度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題,，歡迎您關(guān)注我們,，也可以給我們私信和留言，【科準測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試機在鋰電池電阻,、晶圓,、硅晶片、IC半導體,、BGA元件焊點,、ALMP封裝、微電子封裝,、LED封裝,、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。