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推拉力測試機(jī)助力焊球可靠性評估:JESD22-B116測試全流程

 更新時間:2025-05-06 點(diǎn)擊量:437

在半導(dǎo)體封裝工藝中,焊球(Solder Ball)的可靠性直接影響芯片的性能和壽命。為確保焊球的機(jī)械強(qiáng)度符合要求,球形剪切測試(Ball Shear Test) 成為關(guān)鍵的質(zhì)量檢測手段之一。科準(zhǔn)測控依據(jù) JEDEC JESD22-B116 標(biāo)準(zhǔn),采用 Alpha W260 推拉力測試機(jī)進(jìn)行高精度測試,評估焊球的剪切強(qiáng)度,為半導(dǎo)體封裝工藝提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

本文將詳細(xì)介紹球形剪切測試的原理、標(biāo)準(zhǔn)、儀器設(shè)備及測試流程,幫助行業(yè)同仁更好地理解和應(yīng)用該測試方法。

一、測試原理

球形剪切測試是通過施加水平剪切力,使焊球在基板或芯片表面發(fā)生斷裂,從而測量其最大剪切力(Shear Force) 和失效模式(Failure Mode)。測試過程中,推刀(Shear Tool)以恒定速度推動焊球,直至其脫落或斷裂。通過分析剪切力曲線,可以評估焊球的焊接質(zhì)量、界面結(jié)合強(qiáng)度以及可能存在的工藝缺陷(如虛焊、脆性斷裂等)。

關(guān)鍵參數(shù):

剪切力(Shear Force):焊球被剪斷時的最大力值(單位:gf N)。

剪切高度(Shear Height):推刀距離基板的高度(通常為焊球高度的25%)。

失效模式:包括焊球斷裂、界面剝離、基板損傷等。

二、測試標(biāo)準(zhǔn)(JEDEC JESD22-B116

JEDEC JESD22-B116 是半導(dǎo)體行業(yè)廣泛采用的焊球剪切測試標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了測試條件、設(shè)備要求和數(shù)據(jù)分析方法。

主要要求:

剪切速度:通常為 100-500 μm/s,具體取決于焊球尺寸和材料。

剪切高度:推刀距離基板的高度為焊球高度的 20%-30%(避免基板干擾)。

測試環(huán)境:常溫(25°C)或高溫(如 150°C260°C)下進(jìn)行,以模擬實(shí)際應(yīng)用條件。

數(shù)據(jù)記錄:需記錄最大剪切力、位移曲線及失效模式。

 

三、測試儀器

1Alpha W260 推拉力測試機(jī)

image.png 

Alpha W260 是一款高精度推拉力測試機(jī),專為半導(dǎo)體封裝焊球剪切、引線鍵合拉力測試等設(shè)計,具有高分辨率力和位移傳感器,確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

儀器特點(diǎn):

多軸運(yùn)動控制:X/Y/Z三軸精密定位

智能測試軟件:支持自動測試、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和CPK分析

儀器配備專用剪切夾具,可實(shí)現(xiàn)對焊球的非破壞性和破壞性測試。

高精度光學(xué)定位系統(tǒng),確保測試位置準(zhǔn)確性。

2、常用剪切工具

image.png 

3、工裝夾具

image.png 

四、測試流程

步驟一、樣品準(zhǔn)備

將待測芯片或基板固定在測試臺上,確保焊球處于水平位置。

使用顯微鏡調(diào)整推刀位置,使其對準(zhǔn)焊球邊緣。

步驟二、參數(shù)設(shè)置

根據(jù) JESD22-B116 設(shè)置剪切高度(如焊球高度的25%)。

設(shè)定剪切速度(如 200 μm/s)。

步驟三、執(zhí)行測試

啟動設(shè)備,推刀以恒定速度推動焊球,直至其斷裂。

系統(tǒng)自動記錄最大剪切力和位移曲線。

步驟四、數(shù)據(jù)分析

檢查剪切力是否在合格范圍內(nèi)(如 ≥ 標(biāo)準(zhǔn)要求的最小值)。

觀察失效模式(理想情況為焊球內(nèi)部斷裂,而非界面剝離)。

步驟五、報告生成

導(dǎo)出測試數(shù)據(jù),生成包含剪切力、失效模式和統(tǒng)計分析的報告。

 

以上就是小編介紹的有關(guān)球形剪切測試相關(guān)內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于鍵合絲拉力測試、金絲鍵合拉力標(biāo)準(zhǔn)、鍵合拉力測試儀和金絲鍵合拉力標(biāo)準(zhǔn),推拉力測試機(jī)怎么使用視頻和圖解,使用步驟及注意事項、作業(yè)指導(dǎo)書,原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻,推拉力測試儀操作規(guī)范、使用方法和測試視頻 ,焊接強(qiáng)度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,【科準(zhǔn)測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試機(jī)在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點(diǎn)、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。

 

 


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