如何进行软基板金丝键合可靠性分析，这些内容你都知道吗？
随着微电子技术的突飞猛进，电子设备的工作频率和集成度不断提升，对微组装技术的精度和可靠性提出了更高的要求。金丝键合技术，作为微电子组装中的关键工序之一，其性能直接关系到电子整机系统的稳定性和可靠性。金丝键合不仅要求高精度的操作，还需要稳定的设备支持和精确的工艺参数控制，以确保键合点的强度和耐久性。
在众多基板材料中，软基板因其优异的电气性能和机械柔韧性，在微波电路等领域得到了广泛应用。然而，相较于硬基板，如AI2O3陶瓷基板，软基板在金丝键合过程中面临更多的挑战。软基板的材质特性使得键合工艺参数的设定更为复杂，劈刀状况、金丝质量以及基板镀金层的质量等因素都对键合质量有着直接的影响。特别是对于楔形键合技术而言，基板材质的差异会显著影响键合效果。
本文科准测控小编旨在深入分析软基板金丝键合失效的现象和原因，探讨影响键合质量的关键因素，并提出相应的工艺改进措施。通过对实际工艺过程的细致研究，本文旨在降低键合失效风险，提高软基板金丝键合的可靠性，以满足日益严格的性能要求。通过对软基板金丝键合技术的深入探讨，我们期望为微电子行业的技术进步和产品质量提升做出贡献。
一、软基板金丝键合失效模式分析
为了深入理解软基板金丝键合的失效模式，本研究选取了50根25微米直径的金丝，对它们进行了破坏性拉力试验。这种试验是评估金丝键合强度的常用方法，能够直接测量金丝与基板之间的连接强度，从而评估键合点的可靠性。通过对这些金丝进行细致的拉力测试，我们可以观察到不同的失效模式，包括金丝断裂、键合点脱键、以及由于金丝形变过大导致的断裂等。
在进行破坏性拉力试验时，我们特别注意了金丝与基板之间的连接界面，以及金丝本身的质量。试验结果显示，抗拉强度值越大，表明键合点的键合强度越大，可靠性越高。此外，试验中还观察到了一些特定的失效模式，例如金丝线弧过长引起的金丝塌陷短路、金丝过紧引起的颈缩点断裂、键合参数过大引起的金丝焊点变形量从而引发的断裂、以及键合参数过小引起的金丝焊点压焊不牢。
通过对这些失效模式的分析，我们可以识别出影响软基板金丝键合质量的关键因素，包括键合参数设置、金丝材料特性、基板表面处理等。这些发现对于优化金丝键合工艺、提高软基板金丝键合的可靠性具有重要意义。通过调整和优化这些参数，可以有效降低键合失效的风险，从而提高微电子器件的整体性能和可靠性。
二、检测设备
1、Beta S100 推拉力测试机
Beta S100 推拉力测试机是用于为微电子引线键合后引线焊接强度测试、焊点与基板表面粘接力测试及其失效分析领域的专用动态测试仪器，常见的测试有晶片推力、金球推力、金线拉力等，采用高速力值采集系统。根据测试需要更换相对应的测试模组,系统自动识别模组量程。可以灵活得应用到不同产品的测试，每个工位独立设置安全高度位及安全限速，防止误操作对测试针头造成损坏。且具有测试动作迅速、准确、适用面广的特点。适用于半导体IC封装测试、LED 封装测试、光电子器件封装测试、PCBA电子组装测试、汽车电子、航空航天、军工等等。亦可用于各种电子分析及研究单位失效分析领域以及各类院校教学和研究。
2、检测类型
3、钩针
4、实测案例展示
三、检测方法
步骤一：测试准备
准备推拉力测试机，并进行设备校准，确保测试结果的准确性和可靠性。
准备测试记录表，用于详细记录测试数据和结果，便于后续分析。
步骤二：设备设置
根据国际测试标准或具体的工艺要求，设置推拉力测试机的参数，包括但不限于测试速度、最大拉力等关键参数。
调整测试机的夹具，确保金线能够被正确且稳固地夹持，同时保证测试方向与金线键合方向一致，以模拟实际工作条件下的受力情况。
步骤三：样品固定
将待测试的软基板样品固定在测试机的工作台上，确保样品平整且稳定，避免在测试过程中发生位移。
调整夹具（钩针），使金线位于测试路径的中心位置，确保测试的精确性。
步骤四：测试执行
启动测试机，开始逐渐施加拉力，模拟金丝键合在实际使用中可能遇到的应力情况。
仔细观察金线在逐渐增加的拉力下的反应，包括形变、断裂等现象。
记录金线在不同拉力下的形变情况，直至金线断裂或从焊盘上脱落，这一步骤对于理解金丝键合的失效机制至关重要。
步骤五：数据记录与分析
在测试过程中，详细记录金线断裂时的最大拉力值，这一数据对于评估金丝键合的强度至关重要。
记录失效模式，即金线断裂的具体位置（如金线颈部、焊点处等），这有助于识别金丝键合的潜在弱点。
对收集到的数据进行分析，以确定金丝键合的可靠性，并提出改进措施。
四、软基板的金丝键合工艺改进方案
在金丝键合工艺实施之前，组件已经经过了一系列的加工步骤，这可能导致软基板的键合表面受到污染。污染的键合界面会随着时间的推移增加金丝键合点的脱键风险。对于电子整机系统来说，任何一个键合点的松动或脱落都可能导致系统失效，其后果可能非常严重。因此，深入研究如何提高软基板的键合可靠性显得尤为重要。根据对软基板金丝键合失效的分析，我们发现软基板上的杂质污染是导致键合引线质量、可焊性和可靠性下降的主要因素。为了解决这一问题，我们提出了以下两种工艺改进方案：
1、在键合前对软基板进行等离子清洗，以去除表面的污染物，提高键合界面的清洁度。
2、采用手工刮蹭的方式清理键合区域，以物理方法去除表面的杂质。
通过实施这些改进措施，我们可以有效地提升软基板金丝键合的质量和可靠性，从而确保电子整机系统的稳定性和长期性能。
以上就是小编介绍的软基板金丝键合可靠性分析的内容了，希望可以给大家带来帮助！如果您还想了解更多关于软基板金丝键合可靠性分析和分析报告，焊接强度测试仪使用方法、怎么用、焊接强度检测设备和测试方法，推拉力测试机怎么使用、钩针、怎么校准、原理和技术要求等问题，欢迎您关注我们，也可以给我们私信和留言，科准测控技术团队为您免费解答！
