在電子封裝領(lǐng)域，確保塑封電路在經(jīng)歷回流焊后的產(chǎn)品可靠性，同時防止產(chǎn)品開裂，一直是工程師們面臨的重大挑戰(zhàn)。特別是在各種材料之間的結(jié)合面控制方面，EMC（環(huán)氧塑封料）與框架之間的結(jié)合力尤為關(guān)鍵，因為幾乎所有的分層現(xiàn)象都出現(xiàn)在這一結(jié)合面上。如圖1所示，與鐵鎳合金相比，銅合金的封裝更容易因為分層而導致開裂。而EMC與銅框架之間結(jié)合力的低下，主要歸因于封裝過程中銅框架上氧化膜厚度的增加。因此，對氧化層的深入分析對于提高封裝體的可靠性具有重要意義。
在封裝過程中，框架會經(jīng)歷一系列的加溫工序，其中裝片后的固化和鍵合是導致塑封前框架氧化的關(guān)鍵步驟。目前，業(yè)界典型的裝片膠固化溫度在150℃至200℃之間，固化時間在0.5小時至2小時不等；而鍵合的溫度則在180℃至220℃之間，時間在20秒至200秒之間。為了試驗氧化膜對粘結(jié)力及分層的影響，本研究測量了不同溫度和時間下銅框架的氧化層厚度，并探討了氧氣濃度對氧化層厚度增加的關(guān)系。
本文科準測控小編旨在探討引線框氧化與封裝體可靠性之間的關(guān)系，通過實驗研究和理論分析，為提高塑封電路的可靠性提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。通過對銅框架氧化層厚度的精確測量和氧氣濃度對其影響的研究，我們期望能夠找到優(yōu)化封裝工藝、提高產(chǎn)品性能的有效途徑。隨著電子設(shè)備的小型化和高性能化，對封裝材料和工藝的要求也越來越高，本研究的成果將對電子封裝行業(yè)的技術(shù)進步和產(chǎn)品創(chuàng)新產(chǎn)生積極影響。
一、檢測原理
EMC與氧化銅板之間的結(jié)合力測試原理是通過使用推拉力測試機對2mm的EMC立方體標準塊進行塑封注塑在預先高溫氧化處理過的銅板上，然后通過設(shè)定特定的測試參數(shù)，如測試速度、目標力值等，來測量并記錄EMC立方體與氧化銅板之間的分離力，從而評估兩者之間的結(jié)合強度和可靠性。這一過程涉及到精確的機械操作和數(shù)據(jù)記錄，以確保測試結(jié)果的準確性和可重復性。
二、接合力測試（EMC與氧化銅板之間的結(jié)合力）
測試方法如下圖，說明了如何測試EMC與氧化銅板之間的結(jié)合力。該測試使用2mm的EMC立方體作為測試標準塊，使用此標準塊塑封注塑在銅板上。銅板預先在高溫下進行氧化，取得不同的氧化層厚度。在完成注塑后使用推拉力測試機進行測試。
1、常用檢測設(shè)備
Beta S100 推拉力測試機
1）設(shè)備概述
a、推拉力測試機是一種專為微電子領(lǐng)域設(shè)計的動態(tài)測試設(shè)備，用于評估引線鍵合后的焊接強度、焊點與基板的粘接強度以及進行失效分析。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。每個測試工位都設(shè)有獨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。
c、該推拉力測試機廣泛應(yīng)用于半導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，它也適用于電子分析和研究單位進行失效分析，以及教育機構(gòu)的教學和研究活動。
2）設(shè)備特點
3）檢測流程
a、設(shè)備與模塊準備
檢查推拉力測試機及其配件是否齊全并且處于良好的工作狀態(tài)。
確認所有設(shè)備均已校準，包括測試機、推刀和夾具。
b模塊安裝
將測試模塊正確地安裝到推拉力測試機上，并接通電源。
啟動系統(tǒng)，等待模塊初始化完成，確保所有指示燈和顯示屏正常工作。
c、推刀安裝
根據(jù)測試需求選擇合適的推刀。
將推刀安裝到測試機的相應(yīng)位置，并確保其牢固鎖定。
d、夾具固定
將2mm的EMC立方體標準塊固定在測試夾具上，確保位置準確無誤。
然后，將夾具安裝到測試機的測試臺上，并順時針旋轉(zhuǎn)固定螺絲，確保夾具牢固。
e、設(shè)定測試參數(shù)
在推拉力測試機的軟件界面上設(shè)置測試參數(shù)。
輸入測試方法名稱，選擇合適的傳感器，并設(shè)置測試速度、目標力值、剪切高度和測試次數(shù)等參數(shù)。
參數(shù)設(shè)置完成后，保存并應(yīng)用到測試中。
f、執(zhí)行測試
在顯微鏡下觀察并確保EMC立方體和推刀的位置正確。
啟動測試，觀察測試過程中的動作，確保測試按照設(shè)定的參數(shù)進行。
如有異常情況，及時終止測試。
g、測試結(jié)果觀察與分析
測試完成后，觀察EMC立方體的破壞情況，并進行失效分析。
如果需要，根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整測試參數(shù)，并重新進行測試。
h、數(shù)據(jù)保存與報告編制
測試結(jié)束后，系統(tǒng)會提示保存測試結(jié)果。
確認保存數(shù)據(jù)，并根據(jù)測試結(jié)果編制詳細的測試報告。
報告應(yīng)包括測試條件、測試結(jié)果、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論等。
i、后續(xù)處理
根據(jù)測試結(jié)果，評估EMC與氧化銅板之間的機械強度和可靠性。
如果測試結(jié)果不滿足設(shè)計要求，可能需要重新設(shè)計或改進制造工藝。
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