隨著微電子技術的飛速發展，電子設備的微型化和高性能化成為了行業發展的必然趨勢。在這一進程中，芯片封裝技術起到了至關重要的作用。焊球類封裝作為其中一種廣泛應用的形式，其可靠性直接關系到電子產品的性能和使用壽命。焊球類封裝通過在芯片與基板之間形成微小的焊球連接，實現了電氣連接和物理支撐的雙重功能。然而，這些微小的焊球在實際應用中面臨著各種機械應力和熱應力的考驗，其中剝離力測試是評估焊球連接可靠性的重要手段之一。本文科準測控小編旨在深入探討焊球類封裝的剝離力測試方法、影響因素以及測試結果的分析與應用。

一、測試依據

焊球剪切力測試，也稱為鍵合點強度測試，主要遵循以下行業標準：

AEC Q-100 - 金球剪：針對金球焊接點的剪切強度進行測試，確保其在高可靠性要求下的性能。

AEC Q-100 - 焊球剪切：用于評估焊球的剪切強度，適用于各種類型的焊球焊接結構。

ASTM F1269 - 球鍵剪切：專門針對球鍵焊接點的剪切強度進行測試，確保其在實際應用中的可靠性。

芯片剪切 - MIL STD 883：根據jun用標準對芯片焊接點的剪切強度進行嚴格測試，適用于高可靠性要求的電子產品。

二、測試原理

夾具選擇與安裝：根據所測試的焊球或芯片類型，選用剛硬且精密的推刀夾具，并將其正確安裝在測試設備上，確保夾具的穩定性和精確性。

測試頭定位：利用三軸測試平臺，將測試頭精確移動至所測試產品的后上方，使其與焊球凸點或芯片對齊，為后續的剪切測試做好準備。

剪切工具角度調整：將剪切工具與芯片表面調整至90°±5°的角度，確保剪切力能夠垂直作用于焊球凸點或芯片表面，提高測試結果的準確性。

觸地功能應用：通過靈敏的觸地功能，準確找到測試基板的表面，確保剪切工具與基板的接觸位置準確無誤，為后續的剪切測試提供可靠的基準。

剪切位置保持與自動化控制：設備會根據程序設置的移動速率，每次都在相同的高度進行剪切，同時配備攝像機系統，對加載工具與焊接進行對準，確保剪切位置的準確性。許多功能實現自動化，結合先進的電子和軟件控制，提高測試效率和結果的穩定性。

三、常用檢測設備

Alpha W260推拉力測試機

1、設備介紹

a、多功能焊接強測試儀是用于為微電子引線鍵合后引線焊接強度測試、焊點與基板表面粘接力測試及其失效分析領域的專用動態測試儀器，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。

b、根據測試需要更換相對應的測試模組,系統自動識別模組量程。可以靈活得應用到不同產品的測試，每個工位獨立設置安全高度位及安全限速，防止誤操作對測試針頭造成損壞。且具有測試動作迅速、準確、適用面廣的特點。

c、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、航空航天等等。亦可用于各種電子分析及研究單位失效分析領域以及各類院校教學和研究。

2、推刀

3、設備特點

三、測試范圍

推球測試：測試范圍可在250克或5千克之間選擇，適用于不同大小和強度的焊球進行推力測試。

芯片或CHIP推力測試：測試范圍可達0-50公斤，甚至0-200公斤比較常見，能夠滿足各種芯片或CHIP在不同應用場景下的推力測試需求.

四、適用對象

該工作原理廣泛適用于多種電子元件和焊接結構的推力剪切力測試設備，包括但不限于：

金球、銅球、錫球：對不同材質的焊球進行推力剪切力測試，確保其焊接強度和可靠性。

晶圓、芯片：對晶圓和芯片的焊接點進行推力剪切力測試，評估其在實際應用中的性能。

貼片元件、晶片、IC封裝：適用于對貼片元件、晶片和IC封裝等電子組件的焊接點進行推力剪切力測試，確保其在電子產品中的穩定性和可靠性.

焊點、錫膏：對焊點和錫膏的焊接強度進行測試，評估其在電子制造過程中的質量控制效果。

SMT貼片、貼片電容：對SMT貼片和貼片電容等元件的焊接點進行推力剪切力測試，確保其在電子設備中的穩定性和性能表現.

0402/0603等元器件：適用于對0402、0603等小型電子元器件的焊接點進行推力剪切力測試，確保其在高密度電子電路中的可靠連接。

四、測試方法（推力測試）

步驟1、準備階段

設備檢查：確保AlphaW260推拉力測試機處于正常工作狀態，檢查3DOM測量設備的精度和校準狀態。

樣品準備：選取待測Wire bond shear樣品，標記測試位置，確保樣品表面清潔無污。

步驟2、測試頭定位

移動測試頭：通過操作左右搖桿，將測試頭精確移動至所測試產品后上方的預定位置。

Z軸調整：按下測試按鈕，Z軸自動向下移動。當測試針頭觸至測試基板表面后，Z向觸信號啟動，Z軸停止下降。

步驟3、剪切高度設定

Z軸上升：Z軸自動上升至預先設定的剪切高度并停止，此高度應根據實驗設計和樣品特性進行精確設定。

步驟4、Y軸移動與測試

Y軸移動：Y軸根據軟件設定的參數開始移動。在移動過程中，Y軸首先以快速運行。

觸發力值感應：當Y軸在移動過程中感應到設定的觸發力值時，速度自動調整為慢速，開始進行產品測試。

數據采集：在慢速測試過程中，系統自動采集并記錄測試數據，確保數據的穩定性和準確性。

步驟5、數據分析與判定

數據記錄：測試完成后，記錄所有測試數據，包括剪切力、位移等關鍵參數。

3DOM測量：使用3DOM設備測量焊球的厚度和大小，獲取精確的尺寸數據。

結果判定：根據測試數據和3DOM測量結果，對照預設的判定標準，進行結果判定。判定標準應基于行業規范和實驗目的進行設定。

步驟6、結果報告

報告撰寫：撰寫詳細的測試報告，包括測試方法、設備參數、測試數據、測量結果和判定結論。

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