在半導體封裝領域，鍵合強度是評估封裝可靠性的關鍵指標。科準測控小編特別整理行業標準測試方法，幫助工程師準確評估金線鍵合、芯片貼裝等工藝質量。
本文將詳細介紹鍵合強度測試的三大類型：金線拉力測試、金球推力測試和芯片推力測試，涵蓋測試原理、執行標準、儀器選型及操作流程等核心內容，為半導體封裝工藝驗證提供標準化指導。
一、測試原理
鍵合強度測試通過機械應力模擬評估半導體封裝中各連接部位的可靠性，主要包括三種測試模式：
1、金線拉力測試：通過鉤針垂直拉伸鍵合線，評估線材與焊點的結合強度
2、金球推力測試：采用水平推力評估球焊點與基板間的結合質量
3、芯片推力測試：測量芯片與基板間的貼裝強度
這些測試可有效識別焊接不良、金屬化層缺陷等工藝問題，確保封裝結構在后續加工和使用中的可靠性。
二、測試標準
1. 金線拉力測試標準
測試規范：
鉤針位置：金線線弧最高點
測試速度：0.2-0.5mm/s
環境條件：23±5℃, RH 45±15%
斷裂模式判定：
拉力標準值（引用MIL-STD-883G）：
2. 金球推力測試標準
測試規范：
推刀高度：焊球高度1/3-1/2處
接觸角度：90±5°
測試速度：50-200μm/s
失效模式判定：
TYPE 1：金球完整剝離（PASS）
TYPE 2：金球剝離帶少量金屬殘留（PASS）
TYPE 3：基板彈坑（FAIL）
TYPE 4：推刀接觸芯片表面（FAIL）
TYPE 5：部分金球剝離（FAIL）
TYPE 6：金屬層脫落（FAIL）
推力標準值：
3. 芯片推力測試標準
測試規范：
測試位置：芯片長邊中心
推刀角度：90±2°
接觸深度：芯片厚度1/3
失效模式判定：
芯片整體脫落（PASS）
基板殘留（PASS）
部分脫落（FAIL）
推力計算公式（MIL-STD-883G）：
最小推力(g) = 0.8 × 芯片面積(密耳2)
示例：10mil×10mil芯片的最小推力=0.8×100=80g
三、測試儀器
1、Alpha W260推拉力測試機
Alpha W260推拉力測試機是專為微電子封裝可靠性測試設計的高精度設備，特別適合半導體芯片鍵合強度的測試需求：
1、設備特點
高精度：全量程采用自主研發的高精度數據采集系統，確保測試數據的準確性。
功能性：支持多種測試模式，如晶片推力測試、金球推力測試、金線拉力測試以及剪切力測試等。
操作便捷：配備專用軟件，操作簡單，支持多種數據輸出格式，能夠wan美匹配工廠的SPC網絡系統。
2、多功能測試能力
支持拉力/剪切/推力測試
模塊化設計靈活配置
3、智能化操作
自動數據采集
SPC統計分析
一鍵報告生成
4、安全可靠設計
獨立安全限位
自動模組識別
防誤撞保護
5、夾具系統
多種規格的剪切工具（適用于不同尺寸焊球）
鉤型拉力夾具
定制化夾具解決方案
四、測試流程
1、金線拉力測試流程
將樣品固定在測試平臺
顯微鏡下定位線弧最高點
鉤針緩慢上升至接觸金線
以恒定速度(0.3mm/s)垂直拉伸
記錄最大拉力和斷裂位置
分析失效模式
2、金球推力測試流程
樣品水平固定
確定焊球高度并設置推刀位置
推刀水平接近焊球
以100μm/s速度施加推力
記錄峰值推力
顯微鏡檢查失效形貌
3、芯片推力測試流程
選擇芯片長邊作為測試邊
推刀垂直對準芯片邊緣
緩慢接觸至預設深度
施加推力直至芯片脫落
記錄最大推力值
檢查芯片和基板殘留情況
五、注意事項
1、測試環境控制
避免振動干擾
保持溫度穩定
防靜電措施
2、儀器校準
每日使用前進行零點校準
每周力值傳感器校準
每月全面系統校驗
3、數據有效性
每個樣品至少測試5個點
異常值需復測確認
保留完整的失效照片
4、安全規范
佩戴防靜電手環
顯微鏡下操作時避免碰撞
尖銳工具專人保管
以上就是小編介紹的有關于半導體芯片鍵合強度測試標準與方法的相關內容了，希望可以給大家帶來幫助。如果您還對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感興趣，歡迎關注我們，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。
