在现代电子制造行业中，球栅阵列（BGA）封装因其高密度、高性能的特点，已成为集成电路封装的主流技术之一。然而，随着电子产品向小型化、多功能化发展，BGA焊点的可靠性问题日益凸显，尤其是在SMT（表面贴装技术）工艺中，焊球与器件本体的结合强度直接影响产品的长期稳定性。

在实际生产过程中，常常出现BGA焊球在焊接或使用阶段发生开裂的情况，而经过排查后发现，这些问题并非由SMT工艺缺陷导致，而是源于BGA封装时的置球不良。如何提前发现并规避此类风险？BGA焊球剪切强度测试成为了关键的质量控制手段。该测试通过测量焊球的机械强度，并结合破坏模式分析，能够有效评估焊点的可靠性，从而优化生产工艺，降低失效风险。

作为专业的力学设备供应商，草莓视频黄片在线看测控小编深知BGA焊点可靠性对电子制造的重要性。草莓视频黄片在线看致力于为客户提供高精度的测试方案，帮助优化工艺参数，提升产品良率。本文将从测试原理、标准要求、设备选型及操作流程等方面，详细介绍BGA焊球剪切强度测试的关键要点，助力企业实现更高效、更可靠的电子封装制造。

 

一、测试目的

评估BGA焊锡球的机械强度和可靠性，确保其在后续SMT工艺或使用中不易失效。

检测置球工艺质量（如焊球与器件本体的结合强度），避免因置球不良导致的开裂问题。

分析焊点失效模式（界面断裂、球体断裂、基板剥离等），为工艺改进提供依据。

 

二、测试原理

通过机械推杆（撞锤）对BGA焊球施加平行于基板的剪切力，直至焊球断裂或剥离，记录最大剪切力。通过破坏界面分析失效模式，判断焊球与基板或器件本体的结合质量。 

三、测试标准

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

规定剪切方向、推杆高度、速度等参数。

要求剪切后统计数据分析（如剔除低于“平均值-3σ”的异常值）。

 

四、测试仪器

推荐设备：Alpha W260推拉力测试机

可兼容BGA焊球、金丝/铝丝键合强度测试。 

2、产品特点

高精度测量：采用24Bit超高分辨率数据采集系统，确保测试数据的高精度、高重复性和高再现性。

多功能测试：支持推力、拉力、剪切力等多种测试模式，适用于多种封装形式和测试需求。

智能化操作：配备摇杆操作和X、Y轴自动工作台，简化了测试流程，提高了测试效率。

安全设计：每个工位均设有独立安全高度和限速，有效防止误操作对设备和样品的损坏。

模块化设计：能够自动识别并更换不同量程的测试模组，适应不同产品的测试需求。

 

五、测试流程

1、样品准备

确保BGA样品清洁，无氧化或污染。

固定样品于测试平台，使焊球水平朝向推杆。

2、参数设置

推杆高度：距基板高度 >50μm且 <焊球高度的25%。

推杆宽度：与焊球直径匹配（通常为球径的80%~100%）。

剪切速度：100μm/s（标准推荐）。

3、执行测试 

推杆匀速推进，直至焊球剪切失效，仪器自动记录最大剪切力（单位：N或gf）。

4、数据分析

计算所有焊球的平均剪切力及标准偏差，剔除低于“平均值-3σ”的异常数据。

验收标准：参考行业规范或客户要求（如最小剪切力阈值）。

5、失效模式分析

理想破坏：焊球本体断裂（表明焊球强度>界面结合力）。

不良破坏：

界面断裂（焊球与基板/器件分离）→ 置球工艺不良（如润湿性差）。

基板铜层剥离→ 基板镀层或材料问题。

6. 关键注意事项

推杆对齐：确保剪切方向严格垂直于置球方向，避免侧向力干扰。

高度控制：推杆过高会导致剪切力偏小，过低可能损伤基板。

数据统计：需测试足够样本（如每BGA至少5~10球）以提高可信度。

环境条件：温湿度可能影响焊球塑性，建议在标准环境（如25±5℃）下测试。

7. 应用场景

工艺验证：新BGA封装或置球工艺的可靠性评估。

来料检验：BGA器件上机前的质量筛查。

失效分析：针对SMT焊接后BGA失效的根因分析。

 

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