引線鍵合強(qiáng)度測試必需指南｜推拉力測試機(jī)的應(yīng)用與操作

在現(xiàn)代電子器件封裝領(lǐng)域，引線鍵合技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色，它負(fù)責(zé)將半導(dǎo)體芯片與外部引腳連接，確保電路的完整性和功能性。隨著電子技術(shù)日新月異的發(fā)展，對封裝技術(shù)的精度、可靠性和成本效益提出了更高的要求。在這一背景下，引線鍵合的質(zhì)量檢測成為了確保半導(dǎo)體產(chǎn)品性能和壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

引線鍵合過程中，任何微小的缺陷都可能導(dǎo)致電路的失效，從而影響整個(gè)電子器件的性能。這些缺陷可能源于焊盤的污染、材料的氧化、腐蝕問題，或是由于工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。因此，對引線鍵合質(zhì)量的嚴(yán)格檢測不僅能夠預(yù)防早期失效，還能顯著提升產(chǎn)品的可靠性和壽命。

本文旨在深入探討引線鍵合質(zhì)量檢測的技術(shù)和方法，分析各種檢測技術(shù)的優(yōu)勢與局限，并探討它們在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。我們將對比不同的檢測技術(shù)，評估它們在提高檢測準(zhǔn)確性、降低成本和提高生產(chǎn)效率方面的潛力。同時(shí)，本文也將指出當(dāng)前引線鍵合質(zhì)量檢測中存在的問題，并展望未來的發(fā)展趨勢，以期為電子器件封裝行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提供參考和指導(dǎo)。

一、典型集成電路芯片結(jié)構(gòu)剖面圖

二、引線鍵合質(zhì)量問題與檢測方法

在引線鍵合工藝中，通常會采用高電導(dǎo)率的金屬絲材，例如金、鋁或銅等，在熱超聲的作用下與芯片上的焊盤實(shí)現(xiàn)電氣連接。然而，這一精密的連接過程可能會遭遇多種質(zhì)量問題，例如焊點(diǎn)中出現(xiàn)空洞、微小裂紋、焊點(diǎn)位置偏移或焊點(diǎn)脫落等缺陷。為了評估和確保連接的可靠性，可以采用多種檢測手段，包括機(jī)械參數(shù)的檢測、電學(xué)特性的測試以及外觀形態(tài)特征的分析等方法，以確保引線鍵合的質(zhì)量和性能。通過這些綜合的檢測技術(shù)，可以有效地識別和解決引線鍵合過程中可能出現(xiàn)的問題，從而提高半導(dǎo)體器件的整體可靠性。

三、常用檢測設(shè)備

1、Alpha-W260推拉力測試機(jī)

1) 設(shè)備介紹

1）設(shè)備概述

a、多功能焊接強(qiáng)度測試儀是一種專為微電子領(lǐng)域設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)測試設(shè)備，用于評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、用戶可以根據(jù)具體的測試需求更換相應(yīng)的測試模塊，系統(tǒng)將自動(dòng)識別并調(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)品的測試需求。每個(gè)測試工位都設(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、該測試儀廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路封裝測試、LED封裝測試、光電器件封裝測試、PCBA電子組裝測試，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)

四、檢測方法

合格的鍵合線必須在實(shí)現(xiàn)有效電氣連接的同時(shí)具有較好的機(jī)械性能。良好的機(jī)械性能不僅是正常工作的基本保證，同時(shí)也是芯片封裝長期工作可靠性的基礎(chǔ)。因此對引線進(jìn)行機(jī)械性能的檢測是評價(jià)鍵合線質(zhì)量的基礎(chǔ)。靜態(tài)機(jī)械參數(shù)的檢測可以用于快速評估鍵合線的整體鍵合強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)脫焊和虛焊等問題。針對鍵合線的應(yīng)力檢測，引線拉力測試（pull test）和球剪切力測試（shear test）是最基本手段。

1、引線拉力測試

1)、引線拉力測試是測量鍵合線強(qiáng)度zui簡單有效的方法之一。

2)、相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)

MIL-STD-883

3)、檢測流程

a、準(zhǔn)備測試：將待測引線固定在測試設(shè)備上，確保小勾能夠穩(wěn)定勾住引線。

b、設(shè)置測試參數(shù)：調(diào)整拉力施加點(diǎn)，使其位于內(nèi)外焊點(diǎn)的中間位置，并確保拉力方向垂直于焊點(diǎn)連線。

c、非破壞性測試：

逐漸增加拉力，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

觀察引線和焊點(diǎn)，若在規(guī)定拉力下未發(fā)生斷裂或脫落，表明鍵合強(qiáng)度合格。

d、破壞性測試（如需要）：

繼續(xù)增加拉力，直至引線斷裂或焊點(diǎn)脫落。

記錄此時(shí)的拉力值，該值為極限鍵合強(qiáng)度。

e、測試完成：輕輕移開小勾，取出測試樣品，并記錄測試結(jié)果。

f、數(shù)據(jù)分析：根據(jù)非破壞性測試和破壞性測試的結(jié)果，評估鍵合線的質(zhì)量。

2、球剪切力測試

是用一個(gè)平面的剪切刀（推刀），平行于焊盤向焊球施加推力，使焊球被剝離的力就是鍵合剪切力。

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