金絲球鍵合第二焊點(diǎn)可靠性分析:原理和推拉力測試儀應(yīng)用
金絲球鍵合技術(shù)是微電子封裝領(lǐng)域中實現(xiàn)芯片與外部電路連接的關(guān)鍵工藝之一,。其可靠性直接影響到電子器件的性能和壽命。第二焊點(diǎn)作為金絲鍵合的重要組成部分,,其可靠性尤為重要,。本文科準(zhǔn)測控小編將通過使用Beta S100推拉力測試儀對金絲球鍵合第二焊點(diǎn)進(jìn)行可靠性分析,探討影響其可靠性的因素,,并提出優(yōu)化建議,。
一、金絲球鍵合第二焊點(diǎn)的可靠性影響因素
1,、材料特性
第二焊點(diǎn)的可靠性受鍵合區(qū)材料的粗糙度,、缺陷尺寸及硬度等因素的影響。例如,,厚膜電路中的金絲球鍵合第二焊點(diǎn)通常由厚膜金層,、鋁過渡片和鍍鎳引線組成,這些材料的差異對鍵合設(shè)備的輸出精度和鍵合參數(shù)提出了更高要求,。
焊接界面的平整度較差時,,楔形魚尾狀根部容易受傷或粘接不牢固,導(dǎo)致鍵合拉力強(qiáng)度過低,。
2、工藝參數(shù)
鍵合過程中的工藝參數(shù)(如溫度,、壓力,、超聲功率等)對第二焊點(diǎn)的可靠性有顯著影響。例如,,鍵合參數(shù)過大可能導(dǎo)致金絲焊點(diǎn)變形,,而鍵合參數(shù)過小則可能導(dǎo)致焊點(diǎn)壓焊不牢。
補(bǔ)球工藝(如在第二焊點(diǎn)魚尾上種植安全球)可以顯著提高鍵合引線的拉力強(qiáng)度,。研究表明,,當(dāng)安全球覆蓋第二焊點(diǎn)魚尾面積達(dá)到90%~100%時,鍵合效果好,。
二,、檢測原理
推拉力測試儀通過施加精確控制的拉力或推力,,測量焊點(diǎn)在受力過程中的力值變化和失效模式。測試過程中,,設(shè)備會實時記錄力值和位移的變化,,最終通過分析失效時的最大力值來評估焊點(diǎn)的可靠性。
三,、常用檢測設(shè)備
1,、Beta S100推拉力測試儀
a、設(shè)備介紹
多功能焊接強(qiáng)度測試儀,,適用于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。該儀器能夠執(zhí)行多種測試,,如晶片推力測試,、金球推力測試和金線拉力測試,配備有高速力值采集系統(tǒng),,以確保測試的精確性,。
b、設(shè)備特點(diǎn)
四,、測試流程
步驟一,、測試準(zhǔn)備
1、設(shè)備校準(zhǔn)
按照設(shè)備操作手冊對Beta S100推拉力測試儀進(jìn)行校準(zhǔn),,確保測量精度,。
檢查設(shè)備的夾具是否完好,確保能夠牢固夾持金絲,。
2,、樣品準(zhǔn)備
選取待測試的金絲球鍵合樣品,確保樣品表面清潔,、無污染,。
使用顯微鏡觀察第二焊點(diǎn)的外觀,記錄焊點(diǎn)的形態(tài),、尺寸和表面狀況,。
3、參數(shù)設(shè)置
根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)或工藝要求,,設(shè)置測試速度(通常為100 mm/min)和最大拉力(根據(jù)焊點(diǎn)強(qiáng)度預(yù)估),。
設(shè)置數(shù)據(jù)采集頻率,確保能夠記錄完整的力值和位移變化曲線,。
4,、記錄表格準(zhǔn)備
準(zhǔn)備測試記錄表格,包括樣品編號、測試參數(shù),、拉力值,、失效模式、測試日期等信息,。
步驟二,、測試方法
1、樣品安裝
將金絲球鍵合樣品安裝到測試夾具中,,確保金絲與夾具之間的接觸良好且無滑動,。
調(diào)整樣品位置,使拉力方向與金絲鍵合方向一致,,避免測試過程中出現(xiàn)偏斜,。
2、測試啟動
打開Beta S100推拉力測試儀,,輸入樣品編號和測試參數(shù),。
啟動測試,設(shè)備將自動施加拉力,,同時記錄力值和位移變化,。
3、數(shù)據(jù)記錄
在測試過程中,,實時觀察設(shè)備顯示屏上的力值和位移曲線,。
記錄焊點(diǎn)失效時的最大拉力值、失效模式(如焊點(diǎn)斷裂,、金絲拉伸等)以及失效位置(第一焊點(diǎn),、第二焊點(diǎn)或其他位置)。
4,、重復(fù)測試
為確保測試結(jié)果的可靠性,,對每種樣品至少進(jìn)行5次重復(fù)測試。
每次測試后,,更換新的樣品并重新安裝,,確保測試條件一致。
5,、測試結(jié)束
測試完成后,,關(guān)閉設(shè)備,卸下樣品夾具,。
使用顯微鏡觀察失效后的焊點(diǎn),記錄失效特征(如斷裂位置,、裂紋形態(tài)等),。
步驟三、數(shù)據(jù)分析
1、拉力值統(tǒng)計
計算每種樣品的平均拉力值,、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù),,評估焊點(diǎn)強(qiáng)度的穩(wěn)定性和一致性。
比較不同工藝參數(shù)(如補(bǔ)球工藝,、鍵合參數(shù)等)對拉力值的影響,。
2、失效模式分析
根據(jù)失效模式(如焊點(diǎn)斷裂,、金絲拉伸等)分析焊點(diǎn)的可靠性,。
對于第二焊點(diǎn)的失效,重點(diǎn)關(guān)注焊點(diǎn)的粘接強(qiáng)度和金絲的結(jié)合情況,。
3,、數(shù)據(jù)總結(jié)
將測試結(jié)果整理成報告,包括拉力值統(tǒng)計,、失效模式分析和工藝優(yōu)化建議,。
提出改進(jìn)措施,如優(yōu)化鍵合參數(shù),、改進(jìn)補(bǔ)球工藝等,。
五、注意事項
1,、樣品安裝
確保金絲與夾具之間的接觸良好,,避免滑動或松動。
安裝時應(yīng)輕拿輕放,,避免對焊點(diǎn)造成額外損傷,。
2、測試過程
測試過程中避免人為干擾,,確保測試環(huán)境穩(wěn)定,。
注意觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),如有異常應(yīng)及時停機(jī)檢查,。
3,、數(shù)據(jù)記錄
記錄數(shù)據(jù)時應(yīng)詳細(xì)、準(zhǔn)確,,避免遺漏關(guān)鍵信息,。
對于失效后的焊點(diǎn),應(yīng)拍照或繪圖記錄失效特征,,便于后續(xù)分析,。
4、設(shè)備維護(hù)
測試結(jié)束后,,及時清理設(shè)備和夾具,,保持設(shè)備的清潔和良好狀態(tài),。
定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn),確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,。
5,、鍵合設(shè)備與工具
鍵合設(shè)備的輸出精度和劈刀的形貌對第二焊點(diǎn)的可靠性至關(guān)重要。例如,,使用顆粒粗化的劈刀可以增加魚尾的接觸面積,,從而提高鍵合的可靠性。
推拉力測試儀的高精度測量和多樣化夾具設(shè)計,,能夠有效評估焊點(diǎn)的拉力強(qiáng)度和失效模式,。
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