在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，鍵合強度是評估封裝可靠性的關(guān)鍵指標?？茰蕼y控小編特別整理行業(yè)標準測試方法，幫助工程師準確評估金線鍵合、芯片貼裝等工藝質(zhì)量。

本文將詳細介紹鍵合強度測試的三大類型：金線拉力測試、金球推力測試和芯片推力測試，涵蓋測試原理、執(zhí)行標準、儀器選型及操作流程等核心內(nèi)容，為半導(dǎo)體封裝工藝驗證提供標準化指導(dǎo)。

一、測試原理

鍵合強度測試通過機械應(yīng)力模擬評估半導(dǎo)體封裝中各連接部位的可靠性，主要包括三種測試模式：

1、金線拉力測試：通過鉤針垂直拉伸鍵合線，評估線材與焊點的結(jié)合強度

2、金球推力測試：采用水平推力評估球焊點與基板間的結(jié)合質(zhì)量

3、芯片推力測試：測量芯片與基板間的貼裝強度

這些測試可有效識別焊接不良、金屬化層缺陷等工藝問題，確保封裝結(jié)構(gòu)在后續(xù)加工和使用中的可靠性。

二、測試標準

1. 金線拉力測試標準

測試規(guī)范：

鉤針位置：金線線弧最高點

測試速度：0.2-0.5mm/s

環(huán)境條件：23±5℃, RH 45±15%

斷裂模式判定：

拉力標準值（引用MIL-STD-883G）：

2. 金球推力測試標準

測試規(guī)范：

推刀高度：焊球高度1/3-1/2處

接觸角度：90±5°

測試速度：50-200μm/s

失效模式判定：

TYPE 1：金球完整剝離（PASS）

TYPE 2：金球剝離帶少量金屬殘留（PASS）

TYPE 3：基板彈坑（FAIL）

TYPE 4：推刀接觸芯片表面（FAIL）

TYPE 5：部分金球剝離（FAIL）

TYPE 6：金屬層脫落（FAIL）

推力標準值：

3. 芯片推力測試標準

測試規(guī)范：

測試位置：芯片長邊中心

推刀角度：90±2°

接觸深度：芯片厚度1/3

失效模式判定：

芯片整體脫落（PASS）

基板殘留（PASS）

部分脫落（FAIL）

推力計算公式（MIL-STD-883G）：

最小推力(g) = 0.8 × 芯片面積(密耳2)

示例：10mil×10mil芯片的最小推力=0.8×100=80g

三、測試儀器

1、Alpha W260推拉力測試機

Alpha W260推拉力測試機是專為微電子封裝可靠性測試設(shè)計的高精度設(shè)備，特別適合半導(dǎo)體芯片鍵合強度的測試需求：

1、設(shè)備特點

高精度：全量程采用自主研發(fā)的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保測試數(shù)據(jù)的準確性。

功能性：支持多種測試模式，如晶片推力測試、金球推力測試、金線拉力測試以及剪切力測試等。

操作便捷：配備專用軟件，操作簡單，支持多種數(shù)據(jù)輸出格式，能夠wan美匹配工廠的SPC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2、多功能測試能力

支持拉力/剪切/推力測試

模塊化設(shè)計靈活配置

3、智能化操作

自動數(shù)據(jù)采集

SPC統(tǒng)計分析

一鍵報告生成

4、安全可靠設(shè)計

獨立安全限位

自動模組識別

防誤撞保護

5、夾具系統(tǒng)

多種規(guī)格的剪切工具（適用于不同尺寸焊球）

鉤型拉力夾具

定制化夾具解決方案

四、測試流程

1、金線拉力測試流程

將樣品固定在測試平臺

顯微鏡下定位線弧最高點

鉤針緩慢上升至接觸金線

以恒定速度(0.3mm/s)垂直拉伸

記錄最大拉力和斷裂位置

分析失效模式

2、金球推力測試流程

樣品水平固定

確定焊球高度并設(shè)置推刀位置

推刀水平接近焊球

以100μm/s速度施加推力

記錄峰值推力

顯微鏡檢查失效形貌

3、芯片推力測試流程

選擇芯片長邊作為測試邊

推刀垂直對準芯片邊緣

緩慢接觸至預(yù)設(shè)深度

施加推力直至芯片脫落

記錄最大推力值

檢查芯片和基板殘留情況

五、注意事項

1、測試環(huán)境控制

避免振動干擾

保持溫度穩(wěn)定

防靜電措施

2、儀器校準

每日使用前進行零點校準

每周力值傳感器校準

每月全面系統(tǒng)校驗

3、數(shù)據(jù)有效性

每個樣品至少測試5個點

異常值需復(fù)測確認

保留完整的失效照片

4、安全規(guī)范

佩戴防靜電手環(huán)

顯微鏡下操作時避免碰撞

尖銳工具專人保管

以上就是小編介紹的有關(guān)于半導(dǎo)體芯片鍵合強度測試標準與方法的相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭?。如果您還對推拉力測試機怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項、作業(yè)指導(dǎo)書，原理、怎么校準和使用方法視頻，推拉力測試儀操作規(guī)范、使用方法和測試視頻，焊接強度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題感興趣，歡迎關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言。【科準測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試機在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。