在微電子封裝領(lǐng)域，集成電路（IC）芯片與外部電路之間的電氣互連主要依靠細(xì)金屬引線鍵合技術(shù)完成。其中，金絲球鍵合工藝因其優(yōu)異的導(dǎo)電性、抗氧化性和成熟的工藝基礎(chǔ)，被廣泛應(yīng)用于高可靠性領(lǐng)域，如航空航天、軍事電子、醫(yī)療設(shè)備及gao端汽車(chē)電子等。
因此，在金鋁鍵合產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及質(zhì)量監(jiān)控環(huán)節(jié)，對(duì)鍵合點(diǎn)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確且無(wú)損的可靠性評(píng)估至關(guān)重要。非破壞性鍵合拉力測(cè)試（NDPT）作為一種高效的工藝監(jiān)控手段，能夠在不對(duì)器件造成物理?yè)p傷的前提下，有效篩選出強(qiáng)度不足的弱鍵合點(diǎn)，從而確保產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性。
本文科準(zhǔn)測(cè)控小編旨在依據(jù)相關(guān)jun用標(biāo)準(zhǔn)，利用推拉力測(cè)試機(jī)對(duì)某型芯片的金鋁鍵合點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性非破壞性拉力測(cè)試，以評(píng)估其工藝穩(wěn)定性與產(chǎn)品可靠性。
一、測(cè)試原理
非破壞性鍵合拉力測(cè)試（Non-Destructive Pull Test, NDPT）的核心原理是：對(duì)鍵合引線施加一個(gè)預(yù)先設(shè)定的、低于標(biāo)準(zhǔn)破壞性拉力最小值的靜態(tài)拉力，并保持短暫時(shí)間。這個(gè)預(yù)設(shè)的拉力值（Proof Test Load）通常根據(jù)引線直徑、鍵合工藝成熟度和產(chǎn)品可靠性要求來(lái)確定。
合格判定：如果鍵合點(diǎn)能夠承受該拉力而不發(fā)生斷裂或脫開(kāi)，則表明該焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度滿足zui低要求，被判為合格。
不合格判定：如果在施加該拉力的過(guò)程中，引線從焊點(diǎn)（通常是芯片側(cè)的球焊點(diǎn)）被拉脫，則說(shuō)明該焊點(diǎn)界面存在缺陷（如IMC過(guò)厚、鍵合不牢、污染等）或強(qiáng)度不足，立即被判定為不合格。
二、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
本次試驗(yàn)嚴(yán)格遵循 GJB548B-2005《微電子器件試驗(yàn)方法和程序》 中的 方法2023.2“非破壞性鍵合拉力試驗(yàn)"。
三、測(cè)試設(shè)備
1、Alpha W260 推拉力測(cè)試機(jī)
Alpha W260是一款高精度、全自動(dòng)的引線鍵合強(qiáng)度測(cè)試系統(tǒng)，專為芯片鍵合球的剪切力測(cè)試和引線的拉力測(cè)試而設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵性能：
精度傳感器：提供ji高的力值測(cè)量分辨率與精度，確保非破壞性測(cè)試中小力值的準(zhǔn)確施加與判斷。
精確定位系統(tǒng)：配備高性能光學(xué)顯微鏡和精密移動(dòng)平臺(tái)，可快速精準(zhǔn)地定位到每一條待測(cè)引線。
人性化軟件：內(nèi)置測(cè)試程序編輯器，可輕松設(shè)置測(cè)試參數(shù)（如拉力值、速度、保持時(shí)間），并自動(dòng)記錄、統(tǒng)計(jì)和輸出測(cè)試結(jié)果。
合規(guī)性：設(shè)備設(shè)計(jì)wan全符合MIL-STD-883、GJB548等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2、鉤針
由高強(qiáng)度鎢鋼或碳化鎢材料制成，具有不同的直徑和角度（如45°，90°），需根據(jù)鍵合線的線徑和弧高進(jìn)行選擇。鉤針必須保持光滑、無(wú)毛刺，以免提前損傷鍵合線。
3、工裝夾具
四、測(cè)試樣品信息
芯片：尺寸 4565 μm × 4565 μm
芯片焊盤(pán)：
尺寸：69.8 μm × 69.8 μm
最小間距：20 μm
材質(zhì)及厚度：鋁（Al），厚度 3 μm
鍵合絲：直徑 25 μm，純度 99.99% 的金絲（Au）
鍵合工藝：熱超聲金絲球鍵合（TSB）
樣品數(shù)量：60個(gè)
每樣品鍵合點(diǎn)數(shù)：184根引線
五、測(cè)試流程
1、參數(shù)設(shè)置：在Alpha W260測(cè)試軟件中，依據(jù)GJB548B-2005方法2023.2和引線直徑，將非破壞性拉力值設(shè)定為 2.4 gf。同時(shí)設(shè)置合適的鉤針提升速度、保持時(shí)間等參數(shù)。
2、樣品安裝：將待測(cè)樣品牢固地固定在測(cè)試機(jī)的夾具平臺(tái)上。
3、鉤針定位：在顯微鏡下，使用精細(xì)的鉤針（通常為鎢鋼針）小心地伸入待測(cè)引線的弧線下部，確保鉤針與引線接觸，而不觸碰芯片表面或其它相鄰引線。
4、施力測(cè)試：?jiǎn)?dòng)測(cè)試程序。鉤針以恒定速度垂直向上提升，對(duì)引線施加一個(gè)逐漸增大的拉力，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的2.4 gf目標(biāo)值并保持短暫時(shí)間（通常約100ms）。
5、結(jié)果判斷：
通過(guò)：引線未被拉脫，拉力曲線平穩(wěn)達(dá)到預(yù)設(shè)值并成功保持。設(shè)備記錄該點(diǎn)為“Pass"。
不通過(guò)：在施加拉力過(guò)程中，引線從芯片焊點(diǎn)界面斷裂或被wan全拉脫。設(shè)備會(huì)記錄該點(diǎn)為“Fail"，并立即停止對(duì)該引線的測(cè)試。
循環(huán)測(cè)試：移動(dòng)平臺(tái)或鉤針，按預(yù)定模式對(duì)樣品上的所有184根引線依次進(jìn)行測(cè)試。
6、數(shù)據(jù)記錄與分析：測(cè)試完成后，軟件自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告，包括總測(cè)試點(diǎn)數(shù)、通過(guò)率、失效點(diǎn)位置等。記錄每個(gè)樣品的最終狀態(tài)。
7、終止條件：按照要求，當(dāng)所有試驗(yàn)分組中的樣品均發(fā)生至少一個(gè)鍵合焊點(diǎn)拉脫（即被判為不合格）時(shí)，試驗(yàn)終止，并據(jù)此評(píng)估該批鍵合工藝的整體可靠性。
以上就是小編介紹的有關(guān)于金鋁鍵合焊點(diǎn)可靠性測(cè)試的相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)?lái)幫助。如果您還對(duì)推拉力測(cè)試機(jī)怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項(xiàng)、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測(cè)試儀操作規(guī)范、使用方法和測(cè)試視頻，焊接強(qiáng)度測(cè)試儀使用方法和鍵合拉力測(cè)試儀等問(wèn)題感興趣，歡迎關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言。【科準(zhǔn)測(cè)控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測(cè)試機(jī)在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點(diǎn)、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問(wèn)題及解決方案。
