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可靠性試驗中的焊點強度檢測技術之(一)BGA球剪切強度測試

日期: 2022-04-20 點擊: 403

之前幾期我們了解一些可靠性試驗方法,本期我們來聊聊可靠性試驗中的焊點強度檢測技術里的BGA球剪切強度測試。


為了表征焊點在可靠性試驗前后的變化,以及準確地判斷焊點的失效狀況,需要對焊點的某些特征參數進行必要的檢測,比如焊點的力學性能、金相組織、空洞結構等。


隨著電子產品的小型化以及多功能化,SMT工藝中用到越來越多的球柵陣列(BGA)封裝的芯片,這些芯片的引線腳就是一個個的焊錫球,焊錫球置入的工藝質量決定了焊錫球的強度以及可靠性。越來越多的SMT質量案例與BGA封裝時置球的質量有關,好不容易將BGA焊到PCB的焊盤上,結果卻發現器件端的焊錫球與器件本體開裂,而仔細檢查這種開裂卻與工藝條件無關。顯然,這是一起BGA置球不良的質量問題。為了分析這類問題產生的原因或防止類似問題發生,常常是在BCA置球以后或SMT使用前對BGA置球的強度進行檢測,具體方法可參考JEDBC的標準JBSD22- B117 ( BGA Ball Shear)。


常用的測試儀器是Dage公司的DAGE 4000系列測試儀,該儀器還可以測試綁定金絲或鋁絲的鍵合強度。測試結構示意見下圖。

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剪切方向垂直于置球方向,推桿(或撞錘)距離器件基板的高度需要大于50μ m和小于球高度的25%,撞錘的寬度與球的直徑大小相當;推桿的移動速度約為100μ m/s。試驗后要對所獲得的數據進行分析,凡是量值小于平均值加三個標準偏差以下的,或其他異常結果都應該仔細分析,并考慮拒收或不予使用。同時還需要關注剪切試驗后的焊點的破壞界面,也就是破壞模式。


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