引线键合强度测试必需指南｜推拉力测试机的应用与操作

在现代电子器件封装领域，引线键合技术扮演着至关重要的角色，它负责将半导体芯片与外部引脚连接，确保电路的完整性和功能性。随着电子技术日新月异的发展，对封装技术的精度、可靠性和成本效益提出了更高的要求。在这一背景下，引线键合的质量检测成为了确保半导体产品性能和寿命的关键环节。

引线键合过程中，任何微小的缺陷都可能导致电路的失效，从而影响整个电子器件的性能。这些缺陷可能源于焊盘的污染、材料的氧化、腐蚀问题，或是由于工艺参数设置不当。因此，对引线键合质量的严格检测不仅能够预防早期失效，还能显著提升产品的可靠性和寿命。

本文旨在深入探讨引线键合质量检测的技术和方法，分析各种检测技术的优势与局限，并探讨它们在实际生产中的应用。我们将对比不同的检测技术，评估它们在提高检测准确性、降低成本和提高生产效率方面的潜力。同时，本文也将指出当前引线键合质量检测中存在的问题，并展望未来的发展趋势，以期为电子器件封装行业的技术进步提供参考和指导。

一、典型集成电路芯片结构剖面图

二、引线键合质量问题与检测方法

在引线键合工艺中，通常会采用高电导率的金属丝材，例如金、铝或铜等，在热超声的作用下与芯片上的焊盘实现电气连接。然而，这一精密的连接过程可能会遭遇多种质量问题，例如焊点中出现空洞、微小裂纹、焊点位置偏移或焊点脱落等缺陷。为了评估和确保连接的可靠性，可以采用多种检测手段，包括机械参数的检测、电学特性的测试以及外观形态特征的分析等方法，以确保引线键合的质量和性能。通过这些综合的检测技术，可以有效地识别和解决引线键合过程中可能出现的问题，从而提高半导体器件的整体可靠性。

三、常用检测设备

1、Alpha-W260推拉力测试机

1) 设备介绍

1）设备概述

a、多功能焊接强度测试仪是一种专为微电子领域设计的动态测试设备，用于评估引线键合后的焊接强度、焊点与基板的粘接强度以及进行失效分析。该仪器能够执行多种测试，如晶片推力测试、金球推力测试和金线拉力测试，配备有高速力值采集系统，以确保测试的精确性。

b、用户可以根据具体的测试需求更换相应的测试模块，系统将自动识别并调整到合适的量程。这种灵活性使得设备能够适应不同产品的测试需求。每个测试工位都设有独立安全高度和速度限制，以防止因误操作而损坏测试探头。该系统以快速、精确和广泛的适用性为特点。

c、该测试仪广泛应用于半导体集成电路封装测试、LED封装测试、光电器件封装测试、PCBA电子组装测试，以及汽车电子、航空航天和军事等领域。同时，它也适用于电子分析和研究单位进行失效分析，以及教育机构的教学和研究活动。

2）设备特点

四、检测方法

合格的键合线必须在实现有效电气连接的同时具有较好的机械性能。良好的机械性能不仅是正常工作的基本保证，同时也是芯片封装长期工作可靠性的基础。因此对引线进行机械性能的检测是评价键合线质量的基础。静态机械参数的检测可以用于快速评估键合线的整体键合强度，发现脱焊和虚焊等问题。针对键合线的应力检测，引线拉力测试（pull test）和球剪切力测试（shear test）是最基本手段。

1、引线拉力测试

1)、引线拉力测试是测量键合线强度zui简单有效的方法之一。

2)、相关检测标准

MIL-STD-883

3)、检测流程

a、准备测试：将待测引线固定在测试设备上，确保小勾能够稳定勾住引线。

b、设置测试参数：调整拉力施加点，使其位于内外焊点的中间位置，并确保拉力方向垂直于焊点连线。

c、非破坏性测试：

逐渐增加拉力，直至达到预设的标准规定值。

观察引线和焊点，若在规定拉力下未发生断裂或脱落，表明键合强度合格。

d、破坏性测试（如需要）：

继续增加拉力，直至引线断裂或焊点脱落。

记录此时的拉力值，该值为极限键合强度。

e、测试完成：轻轻移开小勾，取出测试样品，并记录测试结果。

f、数据分析：根据非破坏性测试和破坏性测试的结果，评估键合线的质量。

2、球剪切力测试

是用一个平面的剪切刀（推刀），平行于焊盘向焊球施加推力，使焊球被剥离的力就是键合剪切力。

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