在電子封裝領(lǐng)域，BGA（Ball Grid Array）封裝因其高密度、高性能的特點，廣泛應(yīng)用于集成電路和芯片模塊中。然而，BGA焊球的機械強度直接影響到器件的可靠性和使用壽命，因此焊球推力測試成為評估焊接質(zhì)量的重要手段。科準測控小編將詳細介紹BGA焊球推力測試的原理、標準、儀器及測試流程，幫助工程師和研究人員掌握科學的測試方法，確保產(chǎn)品的可靠性。

一、檢測原理

BGA焊球推力測試是通過推拉力測試機對單個焊球施加垂直或水平方向的力，直至焊球斷裂或脫落，從而測量其最大承載能力。該測試可評估焊球的焊接強度、界面結(jié)合力及失效模式，為工藝優(yōu)化和質(zhì)量控制提供數(shù)據(jù)支持。

測試過程中，焊球的失效模式通常包括：

1、焊球斷裂（斷裂發(fā)生在焊球內(nèi)部）

2、焊盤脫落（焊球與PCB焊盤分離）

3、界面剝離（焊球與芯片基板分離）

通過分析失效模式，可以判斷焊接工藝的薄弱環(huán)節(jié)，如焊料成分、回流焊溫度或焊盤鍍層質(zhì)量等。

二、測試標準

BGA焊球推力測試可參考以下標準：

IPC-9701：電子組件的機械性能測試標準，適用于BGA焊點的可靠性評估。

JESD22-B117：半導體器件的機械應(yīng)力測試方法，涵蓋焊球推力測試。

MIL-STD-883：軍用電子器件的可靠性測試標準，適用于高可靠性應(yīng)用場景。

不同標準對測試速度、施力方向（垂直/剪切）和合格判據(jù)有不同要求，測試前需根據(jù)實際應(yīng)用選擇合適的標準。

三、測試儀器

1、Beta S100推拉力測試機

利用Beta S100推拉力測試機進行BGA焊球推力測試，該設(shè)備具有高精度、高穩(wěn)定性及自動化測試能力，適用于微電子封裝力學性能分析。

儀器特點

精密運動控制：XYZ三軸可調(diào)，確保測試推刀精準定位焊球。

實時數(shù)據(jù)采集：自動記錄力-位移曲線，分析焊球斷裂強度及失效模式。

多種測試模式：支持推力、拉力、剪切力測試，適配不同標準要求。

2、推刀

3、工裝夾具

四、測試流程

步驟一、樣品準備

選取待測BGA樣品，確保焊球表面清潔，無氧化或污染。

將樣品固定在測試平臺上，調(diào)整位置使待測焊球位于測試推刀下方。

步驟二、設(shè)備校準

使用標準砝碼校準Beta S100的力傳感器，確保測試數(shù)據(jù)準確。

設(shè)置測試參數(shù)（測試速度、施力方向、采樣頻率等）。

步驟三、焊球定位

通過顯微鏡或CCD攝像頭觀察焊球位置，調(diào)整探針使其對準目標焊球中心。

步驟四、執(zhí)行測試

啟動測試程序，探針以恒定速度（通常0.1~1mm/s）下壓焊球，直至焊球斷裂或脫落。

設(shè)備自動記錄最大推力值（F max ）及力-位移曲線。

步驟五、數(shù)據(jù)分析

根據(jù)測試數(shù)據(jù)計算焊球平均推力，結(jié)合失效模式評估焊接質(zhì)量。

若推力值低于標準要求或出現(xiàn)異常失效模式，需排查焊接工藝問題。

步驟六、報告輸出

生成測試報告，包含推力數(shù)據(jù)、失效模式分析及工藝改進建議。

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審核編輯 黃宇