基于FC-BGA推板剪切力测试机理研究

基于FC-BGA推板剪切力测试机理研究

作者：蓝眼科技来源：www.bluiris.cn
日期：2018-12-06

在使用DAGE4000对FC-BGA制造的微小电子元件进行剪切力测试监控中，发现推力方向对测试结果影响很大，造成剪切力测试结果不稳定和不能很好监控生产电子元件的焊接质量。为了解决这个问题，本文通过建立力学数学模型，从内应力、悬臂梁模型、强度极限理论三方面，不仅深入分析和论述几种剪切失效模式和失效形态，找到推力方向影响测试结果的理论依据，而且还对常见缺陷进行理论分析，并根据这些依据，改善优化测试方法，更好的监控微小电子元件生产，保证产品质量。

球栅阵列（BGA，Bal Grid Aray)和微型、高密、低功耗、高可靠性的电子产品离不开。BGA

以面阵锡球为引脚，变短了信号传输线路，节省空间，提高产品性能[1]。BGA和倒装芯片技术（FC.Flip Chip)的结合使电子元件越来越小，产品中的焊点也随着越来越小，而微小的电子元件会导致制造工艺困难，同时焊盘金属间化合物（IMC)比重也发生变化，也要求可靠性测试和分析的加强。由于芯片小，对这类芯片不易夹持，对焊接强度的评估，我们使用DAGE4000剪切仪进行剪切力测试（Shear Test)监控和评估。

1剪切力测试原理

剪切力测试常用推球和推板两种方法。推球主要适用于较大电子元件，这类元件的板较大，

焊点多，抗剪强度高，用常规的剪切力测试还很难将元件推开，而且由于焊点多，少数焊点的虚焊、弱焊和焊接不良并不能通过剪切力测试反应和评估。所以目前只能通过推单个锡球，评估单个焊盘的焊接抗剪强度，见图（a），而不能评估整体焊后焊接强度。如果需要对焊接两焊盘的焊接效果进行测试，需要分别对两焊盘多次实验。推板主要适用于是较小电子元件或芯片级封装，这类元件小，焊点数量少，易分析、评估元件抗剪强度（见图1(0)）。我们生产的产品属于芯片级封装，故采用推板测试方法对生产线回流焊后的元件进行焊后抗剪强度监控，监控过程中，通过大量测试数据分析，发现不同推力方向推对测试结果影响很大，从而导致监控数据不稳定。在这里，推板测试原理是本文主要研究对象，通过力学数学模型和芯片测试失效模式分析，找到影响因素，改善测试方法，更好的对生产线的剪切测试进行监控。

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