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推拉力測試機(jī)在微細(xì)絲鍵合測試中的應(yīng)用:原理、標(biāo)準(zhǔn)與操作詳解

 更新時(shí)間:2025-05-13 點(diǎn)擊量:275

隨著微電子封裝技術(shù)的快速發(fā)展,微細(xì)絲鍵合作為芯片與外部電路連接的關(guān)鍵工藝,其可靠性直接影響到整個(gè)電子器件的性能與壽命。鍵合點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度是評估鍵合質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,而拉力測試則是檢測這一強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)方法。

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本文科準(zhǔn)測控小編詳細(xì)介紹了微細(xì)絲鍵合拉力測試的基本原理、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、測試儀器及操作流程,旨在為微電子封裝領(lǐng)域的工程師和技術(shù)人員提供一套完整的測試解決方案,確保鍵合工藝的質(zhì)量控制和產(chǎn)品可靠性評估。

 

一、測試原理

微細(xì)絲鍵合拉力測試是通過施加垂直于鍵合界面的拉伸力,測量鍵合點(diǎn)從基板或芯片上分離所需的最大力值,從而評估鍵合強(qiáng)度的力學(xué)測試方法。

力學(xué)基礎(chǔ):測試基于材料力學(xué)中的拉伸強(qiáng)度原理,通過測量鍵合點(diǎn)失效時(shí)的臨界載荷來量化鍵合強(qiáng)度。

失效模式分析:

鍵合絲斷裂:斷裂發(fā)生在鍵合絲而非鍵合界面,表明鍵合強(qiáng)度高于絲材本身強(qiáng)度

界面剝離:鍵合點(diǎn)從基板或芯片表面分離,反映界面結(jié)合強(qiáng)度不足

金屬層剝離:基板金屬化層從基材上剝離,說明金屬層附著力存在問題

數(shù)據(jù)意義:拉力測試值反映了:

a鍵合工藝的穩(wěn)定性

b界面冶金結(jié)合的質(zhì)量

c、鍵合區(qū)域的微觀結(jié)構(gòu)完整性

二、測試標(biāo)準(zhǔn)

MIL-STD-883 Method 2011.7:適用于金絲鍵合測試

JESD22-B116:電子器件工程聯(lián)合委員會(JEDEC)標(biāo)準(zhǔn)

IPC/JEDEC J-STD-002C:針對可焊性和鍵合強(qiáng)度測試

 

三、測試儀器和工具

1Alpha W260推拉力測試機(jī)

 

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A、設(shè)備介紹

Alpha-W260自動(dòng)推拉力測試機(jī)用于為微電子引線鍵合后引線焊接強(qiáng)度測試、焊點(diǎn)與基板表面粘接力測試及其失效分析領(lǐng)域的專用動(dòng)態(tài)測試儀器,常見的測試有晶片推力、金球推力、金線拉力等,采用高速力值采集系統(tǒng)。根據(jù)測試需要更換相對應(yīng)的測試模組,系統(tǒng)自動(dòng)識別模組,并自由切換量程。

B、設(shè)備特點(diǎn)

模塊化設(shè)計(jì),可快速更換推刀、拉鉤等工具

高分辨率光學(xué)系統(tǒng),支持放大觀察

智能軟件自動(dòng)識別峰值力值和失效點(diǎn)

支持多種數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式(CSV、PDF、JMP)

2、鉤針

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3、常用工裝夾具

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四、測試流程

步驟一、設(shè)備檢查

確認(rèn)Alpha W260推拉力測試機(jī)電源連接正常,主機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)完成。

檢查力傳感器是否已校準(zhǔn)(建議每日或每次測試前進(jìn)行校準(zhǔn))。

確保顯微鏡、CCD攝像頭及照明系統(tǒng)工作正常,圖像清晰。

步驟二、測試鉤具選擇

根據(jù)鍵合絲的直徑(如金絲、銅絲、鋁絲等)選擇合適的測試鉤(通常鉤具內(nèi)徑為線徑的2~3倍)。

檢查鉤具是否完好,無磨損或變形。

步驟三、樣品準(zhǔn)備

將待測樣品(如鍵合芯片或封裝器件)固定在測試平臺上,確保鍵合點(diǎn)暴露且無遮擋。

使用顯微鏡觀察鍵合點(diǎn),確保無污染、氧化或機(jī)械損傷。

步驟四、定位鍵合點(diǎn)

使用顯微鏡和XYZθ調(diào)節(jié)臺,將測試鉤具精確移動(dòng)到待測鍵合絲下方。

調(diào)整鉤具位置,使其與鍵合絲垂直接觸,但未施加預(yù)壓力。

步驟五、開始測試

點(diǎn)擊軟件開始按鈕,設(shè)備自動(dòng)施加拉力,直至鍵合點(diǎn)失效。

測試過程中,系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄拉力-位移曲線,并自動(dòng)捕捉最大拉力值(F<sub>max</sub>)。

步驟六、失效模式判斷

測試完成后,觀察失效位置并記錄失效模式:

鍵合絲斷裂(Bond Wire Break):斷裂發(fā)生在鍵合絲上,說明鍵合強(qiáng)度高于絲材本身強(qiáng)度。

界面剝離(Lift-off):鍵合點(diǎn)從基板或芯片表面脫離,表明鍵合界面結(jié)合不良。

金屬層剝離(Pad Peel):基板金屬層被拉起,說明金屬層附著力不足。

步驟七、數(shù)據(jù)記錄與分析

1、數(shù)據(jù)采集

軟件自動(dòng)記錄最大拉力值、失效位置和測試曲線。

保存測試數(shù)據(jù)(可導(dǎo)出ExcelPDF格式)。

2、統(tǒng)計(jì)分析

計(jì)算批次樣品的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、CPK值,評估鍵合工藝穩(wěn)定性。

繪制拉力分布直方圖,分析鍵合強(qiáng)度一致性。

 

以上就是小編介紹的有關(guān)于微細(xì)絲鍵合拉力測試相關(guān)內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)韼椭?!如果您還想了解更多關(guān)于微細(xì)絲鍵合拉力測試方法、標(biāo)準(zhǔn)和視頻,推拉力測試機(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,原理、怎么校準(zhǔn)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(qiáng)度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,【科準(zhǔn)測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試機(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)用中可能遇到的問題及解決方案。

 


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