一、什么是引線鍵合推拉力測試?
引線鍵合推拉力測試是評估半導體封裝中鍵合點可靠性的關鍵手段,主要用于量化鍵合界面的機械強度,確保器件在后道工藝及使用過程中不發(fā)生斷裂或脫焊。
二、引線鍵合推拉力測試類型
拉力測試:用于評估鍵合線的拉伸強度及斷裂位置。測試時,通過微型鉤爪垂直拉伸鍵合線,記錄斷裂時的力值并觀察斷裂點(如線頸、根部或焊點界面)。
推力測試(剪切力測試):用于評估鍵合球與芯片焊盤的結合強度。測試時,使用推刀水平推動鍵合球,記錄剪切力峰值,判斷界面結合質(zhì)量。
三、主要行業(yè)標準
1. JEDEC JESD22-B116
適用范圍:適用于金線、銅線的剪切力測試和拉力測試。
關鍵要求:規(guī)定最小鍵合強度,金線≥3 gf/mil,銅線≥4–5 gf/mil(視線徑而定);測試速度建議為100–500 μm/s,以避免動態(tài)沖擊影響數(shù)據(jù)準確性。
2. MIL-STD-883 Method 2011.7
適用范圍:軍用及高可靠性微電子器件的鍵合強度測試。
關鍵要求:強調(diào)可靠性驗證,要求高溫老化(如125℃/1000小時)后,鍵合強度衰減率不得超過15%。
3. SEMI G86
適用范圍:針對先進封裝,如微間距鍵合(<50 μm)和低弧度鍵合。
關鍵要求:引入非破壞性測試方法,以減少對微小、密集焊點的樣品損耗。
四、測試方法與失效模式
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五、拉力與推力標準值
根據(jù)MIL-STD-883G、JEDEC及行業(yè)通用標準,不同材料與線徑的鍵合強度要求如下:
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六、引線鍵合的推拉力計算方法
引線鍵合的推拉力并非通過單一數(shù)學公式計算得出,而是基于行業(yè)標準與經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行判定。常見的計算依據(jù)包括:
1. 基于線徑的經(jīng)驗判定(拉力):直接參照標準(如MIL-STD-883G)中針對不同線徑規(guī)定的最小拉力值。測試時,實測拉力值須大于或等于該標準值。
2. 基于芯片面積的經(jīng)驗公式(推力):MIL-STD-883G 提供芯片推力最小要求,即最小推力 = 0.8 × 芯片面積(mil2)。
3. 基于焊球面積的經(jīng)驗判定(剪切力):要求焊球剪切強度 ≥ 6 gf/mil2,實測剪切力需滿足此單位面積強度要求。
七、影響鍵合強度的因素與封裝差異
實際測試中,鍵合強度受多種因素影響,且不同封裝類型的關注點各異:
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