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基于FC-BGA推板剪切力測試機(jī)理研究
基于FC-BGA推板剪切力測試機(jī)理研究
作者:藍(lán)眼科技來源:zhjingmo.com
日期:2018-12-06
在使用DAGE4000對FC-BGA制造的微小電子元件進(jìn)行剪切力測試監(jiān)控中,發(fā)現(xiàn)推力方向?qū)y試結(jié)果影響很大,造成剪切力測試結(jié)果不穩(wěn)定和不能很好監(jiān)控生產(chǎn)電子元件的焊接質(zhì)量。為了解決這個(gè)問題,本文通過建立力學(xué)數(shù)學(xué)模型,從內(nèi)應(yīng)力、懸臂梁模型、強(qiáng)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(tài),找到推力方向影響測試結(jié)果的理論依據(jù),而且還對常見缺陷進(jìn)行理論分析,并根據(jù)這些依據(jù),改善優(yōu)化測試方法,更好的監(jiān)控微小電子元件生產(chǎn),保證產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)品離不開。BGA
以面陣錫球?yàn)橐_,變短了信號傳輸線路,節(jié)省空間,提高產(chǎn)品性能[1]。BGA和倒裝芯片技術(shù)(FC.Flip Chip)的結(jié)合使電子元件越來越小,產(chǎn)品中的焊點(diǎn)也隨著越來越小,而微小的電子元件會導(dǎo)致制造工藝?yán)щy,同時(shí)焊盤金屬間化合物(IMC)比重也發(fā)生變化,也要求可靠性測試和分析的加強(qiáng)。由于芯片小,對這類芯片不易夾持,對焊接強(qiáng)度的評估,我們使用DAGE4000剪切儀進(jìn)行剪切力測試(Shear Test)監(jiān)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(diǎn)多,抗剪強(qiáng)度高,用常規(guī)的剪切力測試還很難將元件推開,而且由于焊點(diǎn)多,少數(shù)焊點(diǎn)的虛焊、弱焊和焊接不良并不能通過剪切力測試反應(yīng)和評估。所以目前只能通過推單個(gè)錫球,評估單個(gè)焊盤的焊接抗剪強(qiáng)度,見圖(a),而不能評估整體焊后焊接強(qiáng)度。如果需要對焊接兩焊盤的焊接效果進(jìn)行測試,需要分別對兩焊盤多次實(shí)驗(yàn)。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(diǎn)數(shù)量少,易分析、評估元件抗剪強(qiáng)度(見圖1(0))。我們生產(chǎn)的產(chǎn)品屬于芯片級封裝,故采用推板測試方法對生產(chǎn)線回流焊后的元件進(jìn)行焊后抗剪強(qiáng)度監(jiān)控,監(jiān)控過程中,通過大量測試數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)不同推力方向推對測試結(jié)果影響很大,從而導(dǎo)致監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)不穩(wěn)定。在這里,推板測試原理是本文主要研究對象,通過力學(xué)數(shù)學(xué)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(chǎn)線的剪切測試進(jìn)行監(jiān)控。
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