Alpha-W260推拉力测试机在引线键合点剪切力测试中的应用
在现代电子技术飞速发展的今天，半导体器件的性能和可靠性成为了电子行业关注的焦点。随着集成电路(IC)的集成度不断提高，器件的尺寸不断缩小，对于封装技术的挑战也日益增加。引线键合技术作为连接芯片与外部电路的关键环节，其质量直接关系到整个器件的性能和寿命。因此，对引线键合点的剪切测试成为了确保器件可靠性的重要手段。
引线键合点剪切测试是一种模拟实际使用条件下引线键合点受力情况的实验方法。它通过测量键合点在受到剪切力作用时的强度和变形情况，来评估键合点的机械性能。这项测试对于提高半导体器件的可靠性、延长其使用寿命以及降低故障率具有重要意义。
本文科准测控小编旨在详细介绍引线键合点剪切测试的原理、方法、测试标准以及结果分析。我们将探讨不同的测试设备和技术，以及它们如何帮助工程师优化键合工艺，提高产品质量。此外，文章还将讨论剪切测试结果对于预测器件在实际应用中表现的重要性，以及如何利用这些数据进行失效分析和改进设计。
一、什么是引线键合点剪切测试？
利用剪切刀去剪切一个球形或楔形键合点，使其与键合焊盘分离的过程。分离时所需要的力称作键合剪切力并应记录下来。金丝球键合的键合剪切力，与金丝球键合点的直径相关，是金丝球键合点和键合面金属化层间金属键合的一个质量指标。铝制形键合点的键合剪切力，当与承制方的引线拉力强度相比较时，是铝丝与键合焊盘或封装表面金属化层焊接牢固性的一个指标。
二、球形或楔形键合的键合点剪切分离模式
1、键合点脱离
整个键合点从键合区上脱离，只在键合区上留下了印痕。键合区上有少量金属间化合物残留或无残留（见图A.1）
2、键合点切断
键合点从金属间化合物上分离，键合区上残留有金属间化合物和部分键合点材料(见图A.2)。
三、常用检测设备
1、Alpha-W260推拉力测试机
Alpha-W260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、夹具
夹具用于保持被试件在试验中与剪切面平行，与剪切刀垂直。同时，夹具可使得被试件在键合切试验中不发生移动。如果采用了控制夹具的卡规，则夹具的位置应使剪切运动的方向正对着卡规的阻挡方向，不会影响键合剪切试验。
3、剪切刀
碳化钨硬质合金或等效的工具，其底面和背面具有特定角度的凿形，以确保进行剪切操作。剪切刀所需的参数包括但不限于:平板剪切面，锋利的切边，剪切宽度至少为键合直径或键合长度的12倍剪切刀应设计成能防止试验时的刮削和打滑，并且应干净，不能有影响剪切试验的缺口和其他缺陷。
四、检测方法
1. 样品准备与目检
开封后被试键合点的目检：首先，对采用湿式化学和(或)干法蚀刻技术开封后的器件进行键合剪切试验前，应对键合焊盘进行检查，确保键合表面的金属化物未因化学蚀刻而缺失，且引线键合点附着在键合面上。对于有显著化学腐蚀或无金属化区的球形或楔形键合点，不应进行剪切试验。
2. 样品数量
样品数：样品数应采用相关标准或文件中规定的最小值。
3. 球形键合点直径测量
球形键合点直径测量：在进行键合剪切试验之前，应对所有被试的球形键合点直径进行测量和记录。对于不对称的键合点，用最大直径值和最小直径值确定平均值，这些测量值用于确定其直径的中间值或平均值，然后采用得到的球形键合点直径的中间值或平均值，确定失效判据。
4. 键合点剪切试验
键合点剪切试验：在开始进行试验前，键合剪切设备应通过所有的自诊断测试。调整夹具使之与被试件匹配，将被试件固定在夹具上。确保芯片表面与剪切刀的剪切面平行。在剪切操作中，剪切刀不得接触芯片表面或临近结构件，否则会给出过大的键合读数。
5. 已剪切的键合点检查
已剪切的键合点检查：所有键合应按计划或规定的顺序进行剪切，采用放大倍数至少70倍的显微镜检查键合点，以确定剪切工具是否从键合点跃过或剪切工具切碎了芯片键合表面。这两种不正确剪切状态得到的读数应被删除。
6. 铝楔形键合点的键合轨迹检验
铝楔形键合点的键合轨迹检验：对芯片键合焊盘和引线框架接线柱的引线键合工艺应包括键合轨迹的检查。对于无法进行键合剪切试验的很小引线，应采用小锋利刀片将引线从键合部位切除，引线的切除应能对键合界面进行目检，并能确定键合区的金属间化合物。
7. 键合剪切数据
键合剪切数据：对每个剪切过的键合点都应保存其数据。应能通过数据识别出键合点的位置、键合直径、引线材料、键合方法及被键合的材料，剪切强度和剪切类别代号。
8. 分离模式
分离模式：对每个被剪切过的键合点，都应记录规定的类别代号。
9. 失效判据
失效判据：以下失效判据不适用于已经受过环境应力试验或从印制电路板上解焊取出的器件。
以上就是小编介绍的引线键合点剪切测试内容了，希望可以给大家带来帮助！如果您还想了解更多引线键合失效形式，Alpha-W260推拉力测试机怎么使用、品牌、钩针、原理、怎么校准和技术要求，焊接强度测试仪器、使用方法和怎么用等问题，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！
