BGA封裝底部通常分布幾十至數百顆焊球，在封裝制造及后續使用過程中，焊球可能出現界面分離、焊盤剝離、焊料斷裂等機械失效。對于少量焊球，可以逐顆定位測試；但面對規則陣列和批量檢測需求，如何快速定位、連續剪切，并讓測試數據與每顆焊球準確對應，會直接影響測試效率和后續分析。
本文科準測控小編基于Alpha-W260自動推拉力測試機，圍繞BGA焊球剪切測試原理、測試方法及自動化測試流程展開介紹，重點解析矩陣自動定位、批量剪切及數據自動對應輸出的實現方式。
一、BGA焊球剪切測試原理
BGA（Ball Grid Array）焊球剪切測試是通過推拉力測試機來實現，測試時固定BGA樣品，將剪切刀移動至焊球側面，在設定剪切高度下沿水平方向加載，直至焊球發生失效。設備自動記錄最大剪切力、力—位移曲線、焊球測試位置及失效模式。結合焊球及焊盤殘留狀態，可進一步判斷焊料斷裂、界面分離或焊盤剝離等失效情況。
二、BGA焊球剪切測試參考標準
BGA焊球剪切測試根據產品結構、焊球尺寸及測試目的，可參考以下標準：
1. JEDEC JESD22-B117A《Solder Ball Shear》
2. GB/T 35005-2018《集成電路倒裝焊試驗方法》
3. ASTM F1269《Standard Test Methods for Destructive Shear Testing of Ball Bonds》
4. MIL-STD-883 Method 2019《Die Shear Strength》
三、BGA焊球剪切測試設備
推薦設備：科準測控Alpha-W260自動推拉力測試機，對于規則BGA陣列，可將焊球位置直接建立為測試矩陣，使設備按照設定順序連續執行Ball Shear，而不需要每測試一顆焊球都重新人工定位。
四、BGA焊球矩陣自動剪切測試步驟
步驟1：固定BGA樣品
將BGA器件固定在測試平臺上，保證測試過程中樣品不會發生移動。
步驟2：設置Ball Shear參數
根據焊球尺寸和測試要求設置：測試量程、剪切速度、剪切高度及剪切刀具。
其中剪切高度需要避免位置過高造成焊球彎曲，也要防止位置過低使刀具干涉焊盤或基板。
步驟3：建立焊球測試矩陣
根據BGA的行列、Pitch和測試區域確定焊球位置，并編輯測試順序。
例如：A1 → A2 → A3 → A4 → B1 → B2……
Alpha-W260自動推拉力測試機支持選配智能視覺定位，通過形狀、圖案或標記建立參考位置，用于自動化程序對位。
步驟4：自動批量剪切
啟動測試后，設備按照矩陣程序依次完成：
自動定位 → 剪切加載 → 數據采集 → 刀具退回 → 移動下一位置 → 再次剪切。
這樣可以將原本幾十次獨立的單顆Ball Shear測試，組織成一套連續測試程序。
步驟5：數據自動記錄
每完成一個測試位置，對應剪切數據同步保存。
測試結束后，可以將焊球位置與測試結果進行對應分析，便于快速找到異常焊球。軟件同時支持測試結果分類、報告導出及SPC統計分析。
五、測試結果怎么看？
BGA焊球剪切測試不能只看單顆焊球的最大力值。
對于矩陣批量測試，更適合從三個方面分析：
l 最大剪切力：判斷單顆焊球機械連接強度。
l 數據一致性：比較不同位置、不同區域及不同樣品之間的剪切力分布。
l 失效模式：觀察焊料內部斷裂、界面分離、焊盤剝離等具體破壞位置。
通過位置 + 剪切力 + 力—位移曲線 + 失效模式進行對應分析，可以更直觀地評價BGA陣列焊球的機械連接狀態。
以上就是科準測控小編為您介紹的BGA焊球剪切力測試原理及矩陣自動批量測試方法。對于規則排列的BGA焊球，通過建立測試矩陣，可以實現自動定位、連續批量剪切及測試數據對應記錄，減少逐顆重復定位和人工整理數據的操作。
如果您還有關于BGA焊球剪切測試、Ball Shear測試、焊球批量剪切、BGA推拉力測試機、Alpha-W260自動推拉力測試機等方面的疑問或需求，歡迎聯系科準測控獲取技術支持。
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