一文了解什么是半導體引線鍵合中的彈坑？

一、什么是彈坑？

彈坑，是一種由引線鍵合引發的隱蔽損傷。它通常表現為鍵合焊盤下方的半導體材料出現裂紋、孔洞，甚至局部剝落。嚴重時，焊盤下的材料會碎裂，斷片粘在引線上，就像從地面“挖”出一塊碎片。比較麻煩的是，很多時候這種損傷肉眼不可見，卻會悄悄降低器件性能，甚至被誤判為電路本身的電學問題。

圖中所示為鍵合焊盤彈坑區域的SEM照片，圖中可見斷片仍粘附在球形焊點上，該彈坑出現在焊球-剪切測試的過程中。

二、引發彈坑的原因及解決方案

彈坑的形成通常是材料、設備、工藝三者共同作用的結果，下表總結了引發彈坑的原因及其解決方案：

三、顯性彈坑與隱性彈坑

彈坑并不總是顯而易見。根據損傷程度，它可以分為兩類：

顯性彈坑：鍵合點下方出現明顯孔洞或碎片，常在剪切測試中暴露。

隱性損傷：裂紋或微損傷藏在焊點下方，只有在電性能測試、熱循環或化學腐蝕后才能顯現。

研究發現，最嚴重的損傷往往出現在鍵合點的邊緣，而不是中心。這與傳統的 Hertz 接觸壓力模型預測的“中心萌生”恰恰相反。真正的元兇，是超聲能量，而不是單純的機械壓力。

四、如何發現彈坑？

彈坑之所以成為行業難題，關鍵就在于它的隱蔽性和隨機性。輕微的損傷不會立即導致開路或短路，卻會在后續工藝或使用中逐漸惡化，而小比例的出現方式，更要求檢測系統具備統計處理大量數據的能力。科準測控推拉力測試機能夠通過以下方式精準識別彈坑風險：

五、如何避免彈坑？

避免彈坑，需要進行系統性的優化：

材料匹配：根據芯片材質選擇合適的引線材料和焊盤結構

參數精細化：通過DOE優化超聲能量、鍵合力、溫度等參數

過程控制：嚴格監控鍵合設備的波形、沖擊力、EFO方式等

工藝協同：考慮后續工藝（如塑封固化、無鉛焊料回流）對鍵合點的熱應力影響

檢測閉環：通過高精度推拉力測試機建立鍵合質量反饋機制，及時發現并糾正工藝偏移

以上就是科準測控小編為您介紹的關于引線鍵合工藝中彈坑的相關知識，希望對您有所幫助。如果您對于推拉力測試機在鍵合工藝中的應用、彈坑檢測的具體操作方法，或是其他半導體封測相關的測試需求還想了解，歡迎關注我們并隨時與我們交流，科準測控技術團隊將竭誠為您服務。