隨著消費(fèi)電子、人工智能和高性能計(jì)算等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對(duì)集成電路的集成度和性能要求日益苛刻。為在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能堆疊，Package on Package (POP) 堆疊封裝技術(shù)已成為gao端處理器、移動(dòng)芯片組等產(chǎn)品的shou選封裝形式。
POP封裝通過(guò)垂直互連將邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片等不同功能的封裝體堆疊在一起，極大地節(jié)省了PCB板空間。然而，這種三維堆疊結(jié)構(gòu)也帶來(lái)了新的可靠性挑戰(zhàn)。堆疊接口處焊球的機(jī)械強(qiáng)度直接決定了整個(gè)組件的結(jié)構(gòu)完整性和長(zhǎng)期可靠性。在運(yùn)輸、跌落、熱循環(huán)等應(yīng)力下，焊點(diǎn)若存在缺陷或強(qiáng)度不足，極易導(dǎo)致連接失效，造成設(shè)備功能異常。
因此，對(duì)POP封裝接口進(jìn)行精確的推力測(cè)試（Shear Test）是確保其質(zhì)量和可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將詳細(xì)探討POP推力測(cè)試的測(cè)試原理、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、推薦儀器及詳細(xì)操作流程，為相關(guān)行業(yè)的質(zhì)量控制和可靠性評(píng)估提供專業(yè)參考。
一、測(cè)試原理
POP封裝推力測(cè)試，通常采用焊球剪切測(cè)試（Ball Shear Test） 的原理。其核心目的是測(cè)量將上層封裝體（PoP top）與下層封裝體（PoP bottom）相互連接的焊球從焊盤(pán)上剪切下來(lái)所需的最大力值。
二、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
JEDEC JESD22-B117A： 《球柵陣列（BGA）封裝的焊球剪切測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》
該標(biāo)準(zhǔn)雖然針對(duì)BGA封裝制定，但其測(cè)試方法、工具定義、速度要求、高度設(shè)定和數(shù)據(jù)處理方式wan全適用于POP封裝的焊球剪切測(cè)試，是業(yè)界gong認(rèn)的權(quán)wei依據(jù)。
標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)剪切工具、剪切高度、剪切速度、數(shù)據(jù)采集等關(guān)鍵參數(shù)均有明確規(guī)定。
三、推薦測(cè)試儀器
1、Alpha W260推拉力測(cè)試機(jī)
Alpha W260 推拉力測(cè)試機(jī)核心特點(diǎn)：
1、高精度力值測(cè)量：采用高分辨率力值傳感器，量程可達(dá)260N，分辨率高達(dá)0.001N，能夠精確捕捉微小的力值變化，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
2、超高定位精度：配備精密的X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)和光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，定位精度可達(dá)±1μm。這對(duì)于精確對(duì)準(zhǔn)微小的POP焊球（間距可能小至0.4mm或0.35mm）至關(guān)重要。
3、強(qiáng)大的軟件功能：內(nèi)置專業(yè)測(cè)試軟件，可輕松設(shè)置測(cè)試參數(shù)（速度、高度、目標(biāo)力值等），自動(dòng)完成測(cè)試并實(shí)時(shí)顯示、記錄和保存“力-位移"曲線。軟件支持自動(dòng)計(jì)算和結(jié)果判定，極大提高測(cè)試效率。
4、豐富的夾具選配：提供多種規(guī)格的剪切工具、芯片固定夾具和定制化治具，能夠穩(wěn)定固定各種尺寸的POP封裝樣品，防止測(cè)試過(guò)程中發(fā)生滑動(dòng)或傾斜，保證測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性。
5、符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：儀器設(shè)計(jì)和軟件算法嚴(yán)格遵循JEDEC等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，確保測(cè)試流程的規(guī)范性和結(jié)果的quan威性。
四、測(cè)試流程
步驟一、樣品制備
從PCBA上取下待測(cè)的POP封裝樣品，或直接使用未組裝的上層POP封裝（用于測(cè)試其底部焊球的強(qiáng)度）。
必要時(shí)，使用適當(dāng)?shù)膴A具或封裝膠將下層封裝牢固地固定在測(cè)試平臺(tái)上，確保測(cè)試時(shí)樣品不發(fā)生任何移動(dòng)。
步驟二、儀器設(shè)置
安裝工具：選擇合適的剪切工具并安裝在測(cè)頭上。
設(shè)置參數(shù)：在軟件中設(shè)置測(cè)試參數(shù)。
剪切高度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置為焊球?qū)崪y(cè)高度的25% - 50%。
剪切速度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建議，通常設(shè)置為100μm/s至500μm/s之間的恒定速度。
返回高度：設(shè)置測(cè)試完成后工具的返回位置。
力傳感器校準(zhǔn)：確保力值測(cè)量的準(zhǔn)確性。
步驟三、對(duì)位與調(diào)試
通過(guò)顯微鏡或高倍率CCD攝像頭，移動(dòng)X-Y平臺(tái)，將剪切工具精確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)焊球的側(cè)面。
精細(xì)調(diào)整Z軸高度，使工具jian端準(zhǔn)確位于預(yù)設(shè)的剪切高度。
可先進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)試調(diào)試，確認(rèn)對(duì)位和參數(shù)設(shè)置無(wú)誤。
步驟四、執(zhí)行測(cè)試
啟動(dòng)測(cè)試程序，設(shè)備將自動(dòng)完成：移動(dòng)工具至起始位置 -> 按設(shè)定速度水平推進(jìn) -> 接觸并剪切焊球 -> 記錄全過(guò)程力值數(shù)據(jù) -> 工具返回。
測(cè)試完成后，軟件自動(dòng)計(jì)算并顯示最大剪切力值。
步驟五、結(jié)果分析
數(shù)據(jù)記錄：記錄每個(gè)焊球的峰值推力力值（單位：克力gf或牛頓N）。
斷裂模式分析：觀察焊球剪切后的斷裂面。
韌性斷裂：斷裂發(fā)生在焊球內(nèi)部，斷面呈延展性變形，通常表明焊接良好。
脆性斷裂：斷裂發(fā)生在焊球與焊盤(pán)的界面（IMC層），斷面平整，通常表明界面結(jié)合弱，可能存在焊接問(wèn)題。
統(tǒng)計(jì)評(píng)估：對(duì)同一批次的多個(gè)樣品或多個(gè)焊點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以評(píng)估生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和一致性。
步驟六、生成報(bào)告
使用儀器軟件自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，內(nèi)容包括測(cè)試條件、每個(gè)測(cè)點(diǎn)的力值數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)結(jié)果（平均值、最大值、最小值、CPK等）以及力-位移曲線。
以上就是小編介紹的有關(guān)于POP封裝推力測(cè)試的相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)?lái)幫助。如果您還對(duì)推拉力測(cè)試機(jī)怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項(xiàng)、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測(cè)試儀操作規(guī)范、使用方法和測(cè)試視頻，焊接強(qiáng)度測(cè)試儀使用方法和鍵合拉力測(cè)試儀等問(wèn)題感興趣，歡迎關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言。【科準(zhǔn)測(cè)控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測(cè)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(wèn)題及解決方案。
