基于FC-BGA推板剪切力測試機理研究

作者：藍眼科技來源：sbdzby.com
日期：2018-12-06

在使用DAGE4000對FC-BGA制造的微小電子元件進行剪切力測試監控中，發現推力方向對測試結果影響很大，造成剪切力測試結果不穩定和不能很好監控生產電子元件的焊接質量。為了解決這個問題，本文通過建立力學數學模型，從內應力、懸臂梁模型、強度極限理論三方面，不僅深入分析和論述幾種剪切失效模式和失效形態，找到推力方向影響測試結果的理論依據，而且還對常見缺陷進行理論分析，并根據這些依據，改善優化測試方法，更好的監控微小電子元件生產，保證產品質量。

球柵陣列（BGA，Bal Grid Aray)和微型、高密、低功耗、高可靠性的電子產品離不開。BGA

以面陣錫球為引腳，變短了信號傳輸線路，節省空間，提高產品性能[1]。BGA和倒裝芯片技術（FC.Flip Chip)的結合使電子元件越來越小，產品中的焊點也隨著越來越小，而微小的電子元件會導致制造工藝困難，同時焊盤金屬間化合物（IMC)比重也發生變化，也要求可靠性測試和分析的加強。由于芯片小，對這類芯片不易夾持，對焊接強度的評估，我們使用DAGE4000剪切儀進行剪切力測試（Shear Test)監控和評估。

1剪切力測試原理

剪切力測試常用推球和推板兩種方法。推球主要適用于較大電子元件，這類元件的板較大，

焊點多，抗剪強度高，用常規的剪切力測試還很難將元件推開，而且由于焊點多，少數焊點的虛焊、弱焊和焊接不良并不能通過剪切力測試反應和評估。所以目前只能通過推單個錫球，評估單個焊盤的焊接抗剪強度，見圖（a），而不能評估整體焊后焊接強度。如果需要對焊接兩焊盤的焊接效果進行測試，需要分別對兩焊盤多次實驗。推板主要適用于是較小電子元件或芯片級封裝，這類元件小，焊點數量少，易分析、評估元件抗剪強度（見圖1(0)）。我們生產的產品屬于芯片級封裝，故采用推板測試方法對生產線回流焊后的元件進行焊后抗剪強度監控，監控過程中，通過大量測試數據分析，發現不同推力方向推對測試結果影響很大，從而導致監控數據不穩定。在這里，推板測試原理是本文主要研究對象，通過力學數學模型和芯片測試失效模式分析，找到影響因素，改善測試方法，更好的對生產線的剪切測試進行監控。

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