BGA推球试验方法

（由JCB-00-17提供，在JC-14.1封装设备可靠性试验方法小组委员会认定下制定）

1. 目的：这个试验是用来检验定BGA焊锡球于BGA模块制造时能承受的剪切力度。推球试验是

一种破坏性试验。

2. 范围：这种方法应用于BGA封装于线路板或BGA模块应力测试之前的剪切力度测试。焊锡球

会被单独的推动，若干数量的数据会被收集并进行分析。应力测试后的模块经常会比未应力测试的结果远低一些。若需要于应力测试后才作此推球试验，结果需适当地调整。 3. 条件及定义：

3.1剪切力度：于芯片载体表面上，以平行方向向焊锡球外加之力度。 3.2 测试设备：在BGA焊锡球加入剪切力度的设备。

3.3 剪切探头：在剪切过程中直接擎压在BGA焊锡球的夹具。在剪切探头的另一端速接至可量度剪切力度的测试仪器，见图1.剪切探头的阔度最好与焊锡球之阔度一样，以避免受相邻之焊锡球影响结果。

3.4 BGA模块夹具：牢牢固定BGA模块的夹具，使剪切探头能推动BGA焊锡球。 3.5 移动速度：在推动BGA焊锡球时剪切探头的移动速度 。

3.6 故障模式：BGA焊锡球经剪切后之故障类型及位置，通常会有六种模式，详见6. 4. 仪器：

选用适合的、经校准传感器的力度测量设备。建议选用设备高之负载能力比样本最大的测试值大10%，可选用专门设计用于推球试验的仪器或一般负载感应的仪器。仪器应能用于固定后的BGA焊锡球加载及记录力度，亦能提供一个固定的移动速度。 5. 程序：

安装剪切探头及BGA模块夹具于测试仪器上，保证探头能于BGA模块表面上平移动（约90±5。）。安装BGA模块于夹具上时不能伤害BGA焊锡球。夹具的设计能保证BGA模块不能上下、左右、前后移动。剪切探头可选用加硬的不锈钢或其它坚硬物料。

对齐探头，使之能接触BGA焊锡球之边沿，见图（1），靠近模块表面与探头边沿的距离不能超过焊锡球直径的1/4,亦即相等于焊锡球中心与基板的1/2距离，见图（1）。此能保证能接触焊锡球的最大直径，同时保证探头不会接触模块表面，亦能保持探头与模块距离不少于0.05mm（2mil）。对齐步骤最好在一可移动之平台进行，使探头移动能与加力方向成垂直。请特别注意不要在准备过程中触碰到焊锡球。

以稳定的速度向焊锡球加力，并纪录其速度。若需作数据比较，应选用相同速度或于已建立之推动力度与移位速度关系之数据库内提取。纪录力度变化及继续加力至最大负载。保持加力直至负载降回最大负载值之3/4后停止。

剪切足够数量的焊锡球及模块，使之能作统计学的分析。并与具有相同线路设计之焊盘比较，以减少干扰。不同之模块需作足够数量之测试，以其能制成统计学中最小值、最高值、

平均值及西格马之纪录。

进行每次剪切需记录其加力速度，最高负载及故障形式。故障形式包括：焊料失败、合金属失败、焊料与焊盘之间剥离，焊盘剥离及其他（包括探头接触不当或其他试验步骤操作不当）。

6. 故障标准：

由于最大之负载值与不同的焊料类型，焊锡球大小及焊盘大小均有关系，所以需对其作出大量的数据收集。做成标准的平均值及标准差，从而制定一个故障标准。推球试验结果需达到最小值的要求，但也视其应用情况。 以下是六种典型的故障模式：

型式#1：焊锡球剪断——在阻焊表面以上焊锡球自身断裂。见图2A。 型式#2：焊盘剥离——焊盘与焊锡球一起剥离，见图2B。

型式#3：焊锡球剥离——因焊料湿润不够，焊盘并未完全覆盖焊料及焊盘露镍。见图2C.

型式#4：合金层——于合金扩散层内断裂，一层非常薄及相对平滑的焊料仍保留在焊盘上，

见图2D。

型式#5：在焊锡球中心线上剪断——剪切探头将焊锡球的顶部切断（在中心线上），此为准备

程序出错，见图2E。

型式#6：干扰——剪切探头触碰基板或相邻焊锡球，或焊锡球之位置不对，此为准备程序出

错，见图2F。

可接受的故障形式为形式#1，焊锡球剪断及形式#2焊盘剥离。

不可接受的故障形式为形式#3，焊盘上焊料湿润不足；形式#5在焊锡球中心线上剪断及#6因对齐程序准备出错而造成探头干扰。

形式#4合金属故障若可达到推球试验的要求是可接受的。

每个试验后的焊盘均需小心地作出分析，以保证其故障形式能替补反应每个个别焊盘的故障情况。

7. 总结：

在采购文件内需明确证明以下结节： A. 客户要求之剪切力度。

B. 样板数量：模块数量及每个模块有焊锡球数量。