在電子封裝領域，焊點的可靠性直接決定了電子產品的性能和壽命。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）等技術的廣泛應用，焊點的機械強度和界面結合質量成為關鍵評估指標。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度，為焊接工藝優化和產品可靠性驗證提供重要依據。
科準測控小編將為您詳細介紹錫球推力測試的原理、行業標準、測試設備及操作流程，幫助您全面掌握這一關鍵測試技術。
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，從而評估焊點的機械強度和界面結合質量。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。
關鍵參數：
剪切高度：通常設置為焊球高度的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：根據標準（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進一步分析。
二、行業標準
錫球推力測試需遵循以下國際標準，確保數據可比性和可靠性：
1、JESD22-B117（由JEDEC制定）
規定剪切工具尺寸、剪切高度、測試速度等核心參數。
明確數據統計要求（如樣本量≥20個焊球）。
2、IPC-7095（BGA設計與組裝指南）
補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、企業內控標準
部分企業根據產品需求制定更嚴格的剪切力閾值（如工業級BGA要求單球剪切力≥5N）。
三、測試設備
1、Beta S100推拉力測試機
Beta S100推拉力測試機是專為微電子封裝可靠性測試設計的高精度設備，特別適合錫球推力測試需求。
1. 設備特點
高精度：全量程采用24Bit超高分辨率數據采集系統，確保測試數據的準確性。
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：配備自動數據采集、SPC統計分析及一鍵報告生成功能。
安全設計：獨立安全限位、自動模組識別和防誤撞保護，避免樣品損壞。
2. 夾具系統
多種規格的剪切工具（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果。
2. 設備校準
在顯微鏡下調整剪切工具位置，確保對準焊球根部。
設置剪切高度（如15 μm）和速度（200 μm/s）。
3. 執行測試
啟動設備，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. 數據分析
統計20個以上焊球的剪切力，計算均值、標準差及CpK。
結合失效模式（如界面斷裂或焊球內聚失效）評估工藝缺陷。
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