在电子封装领域，焊点的可靠性直接决定了电子产品的性能和寿命。随着BGA（球栅阵列封装）、CSP（芯片级封装）和WLCSP（晶圆级芯片尺寸封装）等技术的广泛应用，焊点的机械强度和界面结合质量成为关键评估指标。锡球推力测试（Solder Ball Shear Test）作为一种高效的焊点可靠性检测方法，能够精确测量焊球与焊盘之间的抗剪切强度，为焊接工艺优化和产品可靠性验证提供重要依据。
科准测控小编将为您详细介绍锡球推力测试的原理、行业标准、测试设备及操作流程，帮助您全面掌握这一关键测试技术。
一、测试原理
锡球推力测试通过施加水平剪切力于焊球根部，测量其与焊盘分离时的最大剪切力，从而评估焊点的机械强度和界面结合质量。测试过程中，剪切工具以恒定速度推动焊球，记录力-位移曲线，并通过峰值力值判断焊点的可靠性。
关键参数：
剪切高度：通常设置为焊球高度的15%-25%（如15 μm），以确保剪切力作用于焊球与焊盘的界面。
剪切速度：根据标准（如JESD22-B117）推荐，一般为100-500 μm/s（常用200 μm/s）。
失效模式：包括焊球断裂、界面剥离或混合失效，需通过显微镜或SEM进一步分析。
二、行业标准
锡球推力测试需遵循以下国际标准，确保数据可比性和可靠性：
1、JESD22-B117（由JEDEC制定）
规定剪切工具尺寸、剪切高度、测试速度等核心参数。
明确数据统计要求（如样本量≥20个焊球）。
2、IPC-7095（BGA设计与组装指南）
补充焊接工艺对推力测试的影响，如回流焊曲线、焊膏选择等。
3、企业内控标准
部分企业根据产品需求制定更严格的剪切力阈值（如工业级BGA要求单球剪切力≥5N）。
三、测试设备
1、Beta S100推拉力测试机
Beta S100推拉力测试机是专为微电子封装可靠性测试设计的高精度设备，特别适合锡球推力测试需求。
1. 设备特点
高精度：全量程采用24Bit超高分辨率数据采集系统，确保测试数据的准确性。
多功能：支持拉力、推力、剪切力等多种测试模式，适用于不同封装形式。
智能化操作：配备自动数据采集、SPC统计分析及一键报告生成功能。
安全设计：独立安全限位、自动模组识别和防误撞保护，避免样品损坏。
2. 夹具系统
多种规格的剪切工具（适用于不同尺寸焊球）。
钩型拉力夹具，适用于焊球垂直拉拔测试。
定制化夹具解决方案，满足特殊测试需求。
四、测试流程
1. 样本制备
切割BGA样品至单个焊点单元，或使用未组装的空白基板。
清洁表面，避免污染物影响测试结果。
2. 设备校准
在显微镜下调整剪切工具位置，确保对准焊球根部。
设置剪切高度（如15 μm）和速度（200 μm/s）。
3. 执行测试
启动设备，工具水平推动焊球至脱落，记录力-位移曲线。
保存峰值力值（N）及失效位置图像。
4. 数据分析
统计20个以上焊球的剪切力，计算均值、标准差及CpK。
结合失效模式（如界面断裂或焊球内聚失效）评估工艺缺陷。
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