最近,一家電源管理芯片封裝廠的工藝主管找到我們,他說,固晶工序已經做了上百次試驗,把溫度、壓力、時間都調遍了,可產品做溫度循環后還是會出現芯片脫落。他們想知道,除了看切片,有沒有更直接的方法量化評估固晶強度?
芯片拾取 圖片源自網絡
這個問題并不少見。在半導體封裝過程中,固晶和鍵合是決定器件可靠性的關鍵環節。而芯片推力測試和金線拉力測試,正是量化評估這兩種工藝強度的最直接手段。
本文科準測控小編結合推拉力測試機測試IC封裝的實際案例,詳細拆解芯片推力、金線拉力、焊球推力三大測試的原理、標準及操作流程,為有需求的讀者提供參考。
基于這個實際需求,科準測控小編就結合IC封裝實際案例,詳細拆解芯片推力、金線拉力、焊球推力三大測試的原理、標準及操作流程,為有需求的讀者提供參考。
一、測試原理
半導體IC推拉力測試基于靜態剪切力學和拉伸力學。
芯片推力(Die Shear):推刀以恒定速度水平推進芯片側面,模擬芯片受到側向沖擊,直至芯片從基板上脫落,記錄最大推力值,反映固晶膠或焊料的粘接強度。
金線拉力(Wire Pull):鉤針置于金線弧高正下方,垂直向上拉升,直至線斷或焊點失效,記錄最大拉力,評估鍵合點質量。
焊球推力(Ball Shear):推刀從焊球側面推切,剪切高度設定在焊球底部,測試BGA/CSP焊點的可靠性。力-位移曲線可區分內聚斷裂、界面脫粘或焊盤剝離等失效模式。
二、測試標準
MIL-STD-883(Method 2019芯片推力,Method 2011金線拉力)
JESD22-B117(焊球剪切)
GJB 548B(國內對應)標準規定了測試速度、剪切高度、最小力值要求等。
三、測試設備
1、Alpha-W260推拉力測試機
2、主要參數:
力值精度±0.15%,采樣率5kHz
支持模塊:DS-50kg(芯片推力)、WP-100g(金線拉力)、BS-250g(焊球推力)
平臺行程140×140×65mm
X/Y軸微調精度1μm
四、測試步驟
芯片推力測試
1. 固定IC樣品于真空平臺
2. 安裝DS-50kg模塊及推刀
3. 剪切高度設為芯片厚度1/4
4. 推刀對準芯片側面中心
5. 速度500μm/s
6. 啟動測試,記錄峰值力及曲線
7. 顯微鏡觀察斷口
金線拉力測試
1. 更換WP-100g模塊及鉤針
2. 鉤針位于金線弧高下方,不觸芯片
3. 速度500μm/s
4. 拉升直至斷裂
5. 記錄拉力,判斷斷裂位置(線弧中部、焊點或頸部)
焊球推力測試
1. 更換BS-250g模塊
2. 推刀對準焊球側面,剪切高度為焊球高度1/4
3. 速度300~500μm/s
4. 推切,記錄推力
以上就是科準測控小編為您介紹的半導體IC推拉力測試機在芯片推力、金線拉力及焊球推力方面的測試詳解,希望對您有所幫助。如果您對IC推拉力測試機原理、IC推拉力測試機廠家選型、IC推拉力測試機使用方法或作業指導書有任何疑問或實際需求,歡迎通過私信與我們聯系。科準測控技術團隊可為您提供免費的樣品實測、數據分析和專業的定制化方案。