在半導(dǎo)體封裝工藝中,，金線鍵合（Gold Wire Bonding）和銅線鍵合（Copper Wire Bonding）是芯片與封裝基板電氣互連的關(guān)鍵技術(shù),。鍵合強(qiáng)度直接影響器件的機(jī)械穩(wěn)定性和長(zhǎng)期可靠性，若鍵合質(zhì)量不達(dá)標(biāo),，可能導(dǎo)致脫焊,、線頸斷裂等問(wèn)題,，甚至引發(fā)整機(jī)失效,。

如何精準(zhǔn)評(píng)估鍵合強(qiáng)度？推拉力測(cè)試機(jī)（Bond Tester）是目前行業(yè)工認(rèn)的檢測(cè)手段,，可模擬實(shí)際工況下的機(jī)械應(yīng)力,，量化鍵合界面的結(jié)合力。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將系統(tǒng)介紹推拉力測(cè)試的原理,、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),、Alpha W260的關(guān)鍵技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試流程，幫助封裝工程師掌握精準(zhǔn)評(píng)估鍵合強(qiáng)度的方法,。

一,、推拉力測(cè)試的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JEDEC/MIL-STD/SEMI）

在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，鍵合強(qiáng)度的評(píng)估需遵循嚴(yán)格的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以確保測(cè)試數(shù)據(jù)的可比性和可靠性,。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

1,、JEDEC JESD22-B116

適用于金線、銅線鍵合的剪切力（Shear Test）和拉力測(cè)試（Pull Test）,。

規(guī)定最小鍵合強(qiáng)度要求：金線≥3gf/mil,，銅線≥4-5gf/mil（視線徑而定）。

測(cè)試速度：100-500μm/s,，避免動(dòng)態(tài)沖擊影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,。

2、MIL-STD-883 Method 2011.7

jun用及高可靠性器件的鍵合強(qiáng)度測(cè)試規(guī)范,。

要求高溫老化（如125℃/1000h）后鍵合強(qiáng)度衰減率≤15%,。

3、SEMI G86（針對(duì)先進(jìn)封裝）

適用于微間距鍵合（<50μm）和低弧度鍵合（Low Loop Bonding）,。

引入非破壞性測(cè)試（NDT）方法,，減少樣品損耗。

二,、推拉力測(cè)試機(jī)的工作原理（剪切力/拉力模式）

Alpha W260采用高精度力學(xué)傳感器和智能控制算法,，提供兩種核心測(cè)試模式：

1. 剪切力測(cè)試（Shear Test）

測(cè)試對(duì)象：評(píng)估鍵合球（Ball Bond）與芯片焊盤（Pad）的結(jié)合強(qiáng)度。

測(cè)試方式：

使用鎢鋼探針（直徑50-200μm）水平推動(dòng)鍵合球,，記錄剪切力峰值,。

傳感器分辨率達(dá)0.001gf，確保微小鍵合點(diǎn)的精準(zhǔn)測(cè)量,。

典型失效模式：

脫焊（Lift-off）：鍵合球與焊盤wan全分離,，表明界面結(jié)合不良。

焊盤剝離（Pad Cratering）：焊盤下方金屬層斷裂,，通常與材料脆性有關(guān),。

2. 拉力測(cè)試（Pull Test）

測(cè)試對(duì)象：評(píng)估鍵合線（Wire）的拉伸強(qiáng)度及斷裂位置。

測(cè)試方式：

采用微型鉤爪垂直拉伸鍵合線,，記錄斷裂力及斷裂位置（線頸/根部）,。

支持動(dòng)態(tài)力-位移曲線分析，識(shí)別材料延展性差異,。

典型失效模式：

線頸斷裂（Neck Break）：斷裂點(diǎn)位于鍵合球上方,，通常與線材強(qiáng)度相關(guān)。

根部斷裂（Heel Break）：斷裂發(fā)生在鍵合點(diǎn)根部,，多因鍵合工具磨損導(dǎo)致,。

三、常用檢測(cè)設(shè)備

1,、Alpha W260推拉力測(cè)試儀

A,、設(shè)備介紹

Alpha-W260自動(dòng)推拉力測(cè)試機(jī)用于為微電子引線鍵合后引線焊接強(qiáng)度測(cè)試,、焊點(diǎn)與基板表面粘接力測(cè)試及其失效分析領(lǐng)域的專用動(dòng)態(tài)測(cè)試儀器，常見(jiàn)的測(cè)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(cè)試需要更換相對(duì)應(yīng)的測(cè)試模組,系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別模組,，并自由切換量程。

B,、推刀或鉤針

C,、常用工裝夾具

四、標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試流程（以Alpha W260為例）

步驟一,、設(shè)備校準(zhǔn)

力傳感器校準(zhǔn)（NIST標(biāo)準(zhǔn)砝碼,，五點(diǎn)校準(zhǔn)）。

光學(xué)系統(tǒng)校準(zhǔn)（USAF-1951分辨率靶標(biāo)）,。

步驟二,、樣品測(cè)試

裝樣：真空吸附固定封裝樣品。

定位：自動(dòng)識(shí)別鍵合點(diǎn),，確保探針精準(zhǔn)接觸,。

測(cè)試：

剪切模式：水平推動(dòng)鍵合球，記錄峰值剪切力,。

拉力模式：垂直拉伸鍵合線,，分析斷裂模式。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：保存力-位移曲線,，支持JMP格式導(dǎo)出,。

步驟三、數(shù)據(jù)分析

統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）：計(jì)算Cp/Cpk,，評(píng)估工藝穩(wěn)定性,。

失效分析：自動(dòng)分類失效模式（脫焊/線頸斷裂/焊盤剝離）。

五,、案例：某封裝廠優(yōu)化鍵合工藝

問(wèn)題：某QFN封裝產(chǎn)品銅線鍵合強(qiáng)度CV值>18%,，超出管控標(biāo)準(zhǔn)（<10%）。

解決方案：

使用Alpha W260推拉力測(cè)試儀進(jìn)行Mapping Test,，發(fā)現(xiàn)邊緣區(qū)域鍵合強(qiáng)度偏低,。

通過(guò)DOE實(shí)驗(yàn)優(yōu)化參數(shù)（超聲功率80mW,、鍵合溫度205℃,、作用時(shí)間22ms）。

優(yōu)化后,，鍵合強(qiáng)度均值提升33%（4.2gf→5.6gf）,，CV值降至6.8%,。

以上就是小編介紹的有關(guān)推拉力測(cè)試機(jī)在半導(dǎo)體封裝中的應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)?lái)幫助,！如果您還想了解更多BGA封裝料件焊點(diǎn)的可靠性測(cè)試方法,、視頻和操作步驟，推拉力測(cè)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(shū)，原理,、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻,，推拉力測(cè)試儀操作規(guī)范、使用方法和測(cè)試視頻 ,，焊接強(qiáng)度測(cè)試儀使用方法和鍵合拉力測(cè)試儀等問(wèn)題,，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言,，【科準(zhǔn)測(cè)控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測(cè)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(wèn)題及解決方案,。