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可靠性试验中的焊点强度检测技术之(一)BGA球剪切强度测试

日期: 2022-04-20 点击: 1377

之前几期我们了解一些可靠性试验方法,本期我们来聊聊可靠性试验中的焊点强度检测技术里的BGA球剪切强度测试。


为了表征焊点在可靠性试验前后的变化,以及准确地判断焊点的失效状况,需要对焊点的某些特征参数进行必要的检测,比如焊点的力学性能、金相组织、空洞结构等。


随着电子产品的小型化以及多功能化,SMT工艺中用到越来越多的球栅阵列(BGA)封装的芯片,这些芯片的引线脚就是一个个的焊锡球,焊锡球置入的工艺质量决定了焊锡球的强度以及可靠性。越来越多的SMT质量案例与BGA封装时置球的质量有关,好不容易将BGA焊到PCB的焊盘上,结果却发现器件端的焊锡球与器件本体开裂,而仔细检查这种开裂却与工艺条件无关。显然,这是一起BGA置球不良的质量问题。为了分析这类问题产生的原因或防止类似问题发生,常常是在BCA置球以后或SMT使用前对BGA置球的强度进行检测,具体方法可参考JEDBC的标准JBSD22- B117 ( BGA Ball Shear)。


常用的测试仪器是Dage公司的DAGE 4000系列测试仪,该仪器还可以测试绑定金丝或铝丝的键合强度。测试结构示意见下图。

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剪切方向垂直于置球方向,推杆(或撞锤)距离器件基板的高度需要大于50μ m和小于球高度的25%,撞锤的宽度与球的直径大小相当;推杆的移动速度约为100μ m/s。试验后要对所获得的数据进行分析,凡是量值小于平均值加三个标准偏差以下的,或其他异常结果都应该仔细分析,并考虑拒收或不予使用。同时还需要关注剪切试验后的焊点的破坏界面,也就是破坏模式。


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