隨著科技的不斷進(jìn)步,，混合電路和功率半導(dǎo)體器件在軍事和商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,，對(duì)這些器件鍵合系統(tǒng)的可靠性要求也隨之提高。特別是在半導(dǎo)體分離器件和混合集成電路中,，引線鍵合失效成為了常見的失效模式之一,。因此，深入分析影響鍵合鋁線鍵合強(qiáng)度的因素,，并針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題進(jìn)行失效分析,，變得尤為迫切和重要。

在半導(dǎo)體功率器件和電子元器件產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,，鋁線鍵合作為連接芯片與引線框架的關(guān)鍵工藝,，其鍵合強(qiáng)度直接關(guān)系到器件的性能和可靠性。鍵合強(qiáng)度不足可能導(dǎo)致器件在工作過程中出現(xiàn)故障,，影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,。因此，對(duì)鋁線鍵合強(qiáng)度進(jìn)行精確的測(cè)試和分析,，不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量的必要步驟,，也是確保器件長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將探討鋁線鍵合強(qiáng)度測(cè)試的重要性,，分析影響鍵合強(qiáng)度的多種因素,，包括材料特性、鍵合工藝參數(shù),、環(huán)境條件等,，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的案例，對(duì)失效模式進(jìn)行詳細(xì)分析,。通過這些分析,，旨在為半導(dǎo)體功率器件和電子元器件的鍵合工藝提供優(yōu)化建議,，以提高鍵合質(zhì)量，增強(qiáng)器件的可靠性和耐久性,。

一,、檢測(cè)原理

鋁線鍵合強(qiáng)度測(cè)試的原理是通過模擬實(shí)際工作條件下的應(yīng)力，對(duì)鋁線與芯片或引線框架之間的連接強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估,。這一過程通常涉及對(duì)鍵合點(diǎn)施加特定的拉力或剪切力,，以測(cè)量其在不同條件下的抗拉強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而確保器件在長(zhǎng)期運(yùn)行中不會(huì)因?yàn)殒I合失效而導(dǎo)致性能下降或故障,。

二,、影響粗鋁線鍵合失效的因素及失效分析

超聲波鍵合技術(shù)基于壓電陶瓷將超聲發(fā)生器產(chǎn)生的高頻正弦電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。這些振動(dòng)經(jīng)過傳輸和放大后,，集中在鍵合區(qū)域,，產(chǎn)生機(jī)械能和鍵合力。在這一過程中,，劈刀中的鋁線與鍵合面發(fā)生摩擦,，清除表面污染物并破壞氧化膜，暴露出純凈的金屬表面,。在溫度上升和高頻振動(dòng)的共同作用下,，金屬表面的原子被激活，當(dāng)金屬原子間的距離縮小至納米級(jí)別時(shí),，它們可以通過共享電子形成原子間的電子橋,。

在鍵合界面材料的行為分析中，存在兩個(gè)主要階段：

1,、初始階段,，超聲能量使鋁線發(fā)生軟化和塑性變形。

2,、隨后,，超聲波能量通過鋁線傳遞至鍵合界面，表現(xiàn)為一種垂直于脈沖方向的周期性切入運(yùn)動(dòng),，從而實(shí)現(xiàn)鍵合,。

三、常用檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

IPC標(biāo)準(zhǔn)：IPC-9701和IPC-A-610,，涉及引線鍵合和電子組件外觀檢驗(yàn),。

ISO標(biāo)準(zhǔn)：ISO 9001和ISO 11401，涵蓋質(zhì)量管理和環(huán)境測(cè)試,。

MIL標(biāo)準(zhǔn)：MIL-STD-883和MIL-B-81705,，jun用電子組件引線鍵合要求。

SAE標(biāo)準(zhǔn)：SAE AS5553，航空航天和汽車電子組件引線鍵合,。

JEDEC標(biāo)準(zhǔn)：半導(dǎo)體器件引線鍵合標(biāo)準(zhǔn)。

GB標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 20616,，電子組件引線鍵合測(cè)試方法,。

ESTEC標(biāo)準(zhǔn)：ESCC 3201，微電子器件引線鍵合要求,。

四,、常用檢測(cè)設(shè)備

Beta S100 推拉力測(cè)試機(jī)

1）設(shè)備概述

a、多功能焊接強(qiáng)度測(cè)試儀是一種專為微電子領(lǐng)域設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備,，用于評(píng)估引線鍵合后的焊接強(qiáng)度,、焊點(diǎn)與基板的粘接強(qiáng)度以及進(jìn)行失效分析。該儀器能夠執(zhí)行多種測(cè)試,，如晶片推力測(cè)試,、金球推力測(cè)試和金線拉力測(cè)試，配備有高速力值采集系統(tǒng),，以確保測(cè)試的精確性,。

b、用戶可以根據(jù)具體的測(cè)試需求更換相應(yīng)的測(cè)試模塊,，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別并調(diào)整到合適的量程,。這種靈活性使得設(shè)備能夠適應(yīng)不同產(chǎn)品的測(cè)試需求。每個(gè)測(cè)試工位都設(shè)有獨(dú)立安全高度和速度限制,，以防止因誤操作而損壞測(cè)試探頭,。該系統(tǒng)以快速、精確和廣泛的適用性為特點(diǎn),。

c,、該測(cè)試儀廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路封裝測(cè)試、LED封裝測(cè)試,、光電器件封裝測(cè)試,、PCBA電子組裝測(cè)試，以及汽車電子,、航空航天和軍事等領(lǐng)域,。同時(shí)，它也適用于電子分析和研究單位進(jìn)行失效分析,，以及教育機(jī)構(gòu)的教學(xué)和研究活動(dòng),。

2）設(shè)備特點(diǎn)

3）實(shí)測(cè)案例展示

五、檢測(cè)流程

步驟一,、模塊簡(jiǎn)介與準(zhǔn)備

檢查測(cè)試機(jī)和模塊,，確保所有設(shè)備均已校準(zhǔn)并處于良好的工作狀態(tài)。

步驟二、模塊安裝

將測(cè)試模塊插入機(jī)器的安裝位置,，并接通電氣供應(yīng),。

系統(tǒng)顯示模塊的初始化界面并進(jìn)行初始化。

初始化結(jié)束后,，界面消失,，系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)。

步驟三,、測(cè)試鉤針安裝

安裝專用的測(cè)試鉤針,。

選擇適合用戶測(cè)試用的鉤針型號(hào)。

將鉤針推入安裝孔,，對(duì)正位置,，并用固定螺絲鎖緊。

步驟四,、夾具固定

將相關(guān)夾具沿卡口卡入試驗(yàn)臺(tái),，并順時(shí)針鎖緊固定螺絲。

步驟五,、設(shè)定測(cè)試參數(shù)

在軟件的測(cè)試方法界面中設(shè)置測(cè)試參數(shù),。

輸入新的測(cè)試方法名稱，選擇相應(yīng)的傳感器,。

設(shè)置測(cè)試速度,、合格力值、剪切高度和著落速度,。

所有參數(shù)設(shè)定好后,，點(diǎn)擊保存以生效。

步驟五,、測(cè)試過程

在顯微鏡下觀察測(cè)試動(dòng)作,，確保試樣固定好。

將測(cè)試鉤針擺放于被測(cè)試樣品的后上方,，啟動(dòng)測(cè)試,。

觀察測(cè)試動(dòng)作，如有任何不合適的情況,，可終止測(cè)試,。

測(cè)試完成后，結(jié)果將顯示在軟件的測(cè)試結(jié)果界面中,。

步驟六,、測(cè)試結(jié)果觀察

觀察產(chǎn)品破壞情況，進(jìn)行失效分析,。

在拉力破壞性測(cè)試中,，確保測(cè)試點(diǎn)位于焊線的中點(diǎn)位置,，并注意拉勾直徑應(yīng)設(shè)置為線徑的3倍以上，以避免引線割斷,。

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