在現代半導體封裝工藝中，引線鍵合技術作為芯片與外部電路連接的關鍵環節，其質量直接影響著電子器件的可靠性和性能。隨著封裝技術向高密度、小型化方向發展，銅線鍵合因其優異的導電性、熱傳導性和成本優勢，正逐步取代傳統的金線鍵合。然而，銅線鍵合工藝參數的優化仍面臨諸多挑戰，特別是第二焊點(二焊點)的鍵合強度控制尤為關鍵。
本文科準測控小編將采用Alpha W260推拉力測試機，結合正交試驗設計方法，系統分析了影響銅線二焊點鍵合強度的關鍵參數，為工藝優化提供科學依據。通過極差分析、方差分析和回歸建模，我們建立了工藝參數與鍵合強度的定量關系，最終驗證了優化工藝方案的可靠性，為實際生產提供了重要參考。
一、測試原理
引線鍵合是通過金屬導線(金、銅、銀等)將芯片上的焊盤與引線框架管腳連接的技術。超聲熱壓鍵合結合了熱壓和超聲兩種能量形式，其原理主要包括：
超聲軟化效應：高頻超聲波(通常60-120kHz)使金屬晶格產生微觀振動，降低屈服強度，促進塑性變形。
摩擦焊接機制：劈刀與金屬線、基板間的相對運動產生摩擦熱，促進金屬間擴散。
壓力輔助鍵合：靜態壓力確保接觸面緊密貼合，促進原子擴散。
二焊點形成過程涉及復雜的物理化學變化，其強度受多種參數交互影響，包括：
超聲功率(USG)：影響能量輸入和軟化程度
壓力(Force)：決定接觸緊密性
研磨參數(Scrub cycle/Amplitude/Frequency)：控制界面摩擦狀態
二、測試相關標準
JEDEC JESD22-B116：引線鍵合剪切測試標準
MIL-STD-883 Method 2011.7：鍵合強度測試方法
SEMI G32-94：銅線鍵合工藝指南
IPC/JEDEC-9704：銅線鍵合可靠性評估
三、測試設備
1、Alpha W260推拉力測試機
A、設備介紹
Alpha W260推拉力測試機是一款專為半導體封裝、電子組裝等領域設計的高精度測試設備。其主要特點包括：
高精度測量：配備24Bit超高分辨率數據采集系統，確保測試數據的高精度和高重復性。
多功能性：支持多種測試模式，包括晶片推力、金球推力、金線拉力等，適用于不同封裝形式的測試需求。
自動化操作：X、Y軸自動工作臺設計，操作簡便，測試效率高。
安全性：每個工位設有獨立安全高度和限速，防止誤操作損壞測試針頭。
這些特點使得Alpha W260成為COB封裝推拉力測試的理想選擇。
2、鉤針
3、測試標準要求
拉力測試速度：5mm/s
測試角度：30°±5°
失效模式判定：第一焊點頸部斷裂為有效數據
數據采集：每組至少15個有效樣本
四、實驗流程
步驟一、樣品制備
基板準備：采用鍍銀銅框架(銀層厚度2-5μm)，乙醇超聲清洗5分鐘，氮氣吹干
芯片貼裝：使用環氧樹脂膠將芯片粘接在框架上，150℃固化1小時
工藝參數設置：根據正交表L27(3^5)設置27組參數組合(表1)
步驟二、鍵合工藝
第一焊點形成：
打火燒球：EFO電流30mA，時間0.3ms
鍵合參數：固定USG=50，Force=40gf，Time=15ms
線弧成型：弧高100μm，跨度1.5mm
第二焊點鍵合：按正交表參數執行，每組重復15根線
步驟三、拉力測試
1、設備校準：使用標準砝碼校準Alpha W260測試機
2、測試設置：
鉤針位置：距二焊點50μm
測試速度：5mm/s
測試角度：30°
3、數據采集：
記錄最大拉力值
觀察失效模式(僅保留第一焊點頸部斷裂數據)
每組剔除異常值后取15個有效數據平均值
步驟四、數據分析
極差分析：計算各因素K值和極差R
方差分析：評估因素顯著性(P<0.1)
交互作用分析：構建二元表分析顯著交互項
回歸建模：建立拉力與參數的線性模型
步驟五、驗證實驗
按優化方案A1B1C1D2E2進行鍵合
重復測試3組，每組15個樣本
對比優化前后拉力值
五、注意事項
環境控制：溫度23±1℃，濕度45±5%RH
設備預熱：測試機預熱30分鐘以上
鉤針選擇：使用1mil(25μm)鎢鋼鉤針
數據有效性：失效模式不符合要求的數據應剔除
參數交互：注意顯著交互項的實際影響
以上就是小編介紹的有關于銅線鍵合二焊點參數優化相關內容了，希望可以給大家帶來幫助！如果您還想了解更多關于銅線鍵合二焊點測試方法、標準和視頻，推拉力測試機怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項、作業指導書，原理、怎么校準和使用方法視頻，推拉力測試儀操作規范、使用方法和測試視頻 ，焊接強度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題，歡迎您關注我們，也可以給我們私信和留言，【科準測控】小編將持續為大家分享推拉力測試機在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導體、BGA元件焊點、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領域應用中可能遇到的問題及解決方案。
