基于推拉力测试机的SAW-WLP封装焊球强度解决方案

随着5G通信、物联网和汽车电子产业的飞速发展，声表面波滤波器作为射频前端的关键器件，其性能与可靠性直接决定了通信质量。为了满足终端设备小型化、高频化及高可靠性的需求，圆片级封装技术已成为SAW滤波器主流的先进封装形式。然而，在制造、测试及使用过程中，WLP结构中的焊球、凸点、粘接界面等薄弱环节极易出现开裂、脱落、分层等失效问题，严重影响器件的电气性能和长期寿命。

因此，对SAW圆片级封装进行精确、量化的机械强度测试与失效分析，是保障产品良率与可靠性的重中之重。科准测控小编认为，推拉力测试是揭示这些界面结合强度的“金标准”手段。本文将重点介绍如何利用科准测控的Alpha W260推拉力测试仪，对SAW圆片级封装进行专业的失效分析，深入剖析其测试原理、遵循标准、仪器特性及标准操作流程，为相关领域的工程师和质量控制人员提供一套完整、可行的解决方案。

一、 测试原理

推拉力测试的核心原理是通过一个精密的力传感器和探针，向待测样品的特定界面施加一个持续且可控的推力或拉力，直至界面发生失效（如焊球剪切、芯片翘离、引线断裂等），并实时记录下失效发生时的峰值力值。通过分析这个临界力值和失效模式，可以定量评估界面的结合强度。

剪切测试： 主要用于评估焊球、凸点与芯片或基板之间的结合强度。测试时，测试探针平行于基板平面，以恒定速度推向焊球的侧面，将其从焊盘上剪切下来。

拉力测试： 主要用于评估焊球、引线或芯片贴装的整体抗拉强度。测试时，使用专用夹具（如钩子、夹钳）或胶粘方式，垂直于基板平面施加拉力，将元件拉离。

通过对大量样品进行测试，可以统计出平均剪切/拉力强度，并结合失效位置的显微观察，判断失效模式是内聚失效（材料内部断裂）、界面失效（粘接界面脱落）还是混合失效，从而为工艺改进提供明确方向。

二、 遵循标准

MIL-STD-883 Method 2019/2039: 微电子器件测试方法标准

JEDEC JESD22-B116/B117: JEDEC制定的标准，B116为“ wire Bond Shear Test Method”

IPC-9701: 针对表面贴装器件的性能测试方法

企业内部标准： 各封装厂通常会根据自身产品结构、材料和客户要求，制定更为严格的内控标准。

1. 检测设备
2. Alpha W260推拉力测试仪

Alpha W260推拉力测试仪是科准测控推出的一款高精度、全自动的微电子封装强度测试平台，特别适用于SAW滤波器等精密器件的圆片级封装分析。

1、主要技术特点与优势

高精度力值系统： 配备高分辨率、多量程的力传感器，力值测量精度可达±0.25%，最小分辨率达0.001g，确保了对微小WLP焊球强度的精确捕捉。

2、卓越的运动与控制

X-Y-Z精密平台： 提供微米级的定位精度和重复定位精度，确保探针能精确对准微小的焊球。

3、强大的软件系统

图形化操作界面： 直观易用，可预设和调用多种测试配方。

实时曲线显示： 测试过程中实时显示力-位移/时间曲线，便于即时判断。

数据自动处理： 自动计算峰值力、平均值、标准差等统计参数，并生成专业报告。

丰富的测试工具与夹具： 提供多种规格的剪切工具、拉钩、粘合剂等，全面覆盖剪切、拉力等多种测试模式。

高清视觉系统： 集成高倍率光学显微镜和CCD相机，提供清晰的实时图像，辅助精确定位，并可在测试后对失效点进行观察和拍照记录。

四、 标准测试流程

以下以SAW WLP焊球的剪切测试为例

1、样品准备与安装

将承载有SAW滤波器的圆片或切割好的单颗芯片固定在测试夹具上，确保放置平稳。

通过真空吸附或机械夹持固定，防止测试过程中移动。

2、测试程序设置

设置关键参数：剪切高度（通常为焊球高度的25% - 50%）、测试速度（根据标准，如100-500 μm/s）、力值量程、目标测试次数等。

3、视觉定位与对焦

使用操纵杆或软件控制X-Y平台，将待测焊球移动到显微镜视野中心。

调整Z轴高度和焦距，使探针和焊球清晰成像。使用软件中的十字线或框选工具，精确设定探针的剪切位置。

4、执行测试

启动自动测试序列。仪器将自动完成：探针下降至设定剪切高度 -> 沿水平方向匀速推进 -> 接触并剪切焊球 -> 记录峰值力值 -> 探针退回原位。

测试过程中，软件界面会实时显示力-位移曲线。

5、数据记录与失效分析

测试完成后，系统自动记录峰值剪切力。

操作员使用显微镜观察焊球剪切后的失效界面，判断失效模式（例如：焊球根部断裂、焊盘脱落、界面分层等），并在软件中选择对应的失效模式代码。

Alpha W260软件可自动将力值数据、失效图片和失效模式关联存储。

6、生成报告

完成一批样品测试后，利用软件的数据分析模块，生成包含力值统计分布图（如韦伯分布）、CPK过程能力指数、平均值、最小值、最大值以及代表性失效照片的综合性测试报告。

以上就是小编介绍的有关于SAW滤波器圆片级封装失效分析的相关内容了，希望可以给大家带来帮助。如果您还对推拉力测试机怎么使用视频和图解，使用步骤及注意事项、作业指导书，原理、怎么校准和使用方法视频，推拉力测试仪操作规范、使用方法和测试视频，焊接强度测试仪使用方法和键合拉力测试仪等问题感兴趣，欢迎关注我们，也可以给我们私信和留言。【科准测控】小编将持续为大家分享推拉力测试机在锂电池电阻、晶圆、硅晶片、IC半导体、BGA元件焊点、ALMP封装、微电子封装、LED封装、TO封装等领域应用中可能遇到的问题及解决方案。