电镀软金引线键合拉力测试：设备配置与标准规范

最近，我们收到了一位客户的私信，他询问关于如何使用推拉力测试机来检测电镀软金引线键合的拉力。微电子封装领域，引线键合技术因其工艺简便、成本效益高、适用性强以及封装效率高而成为连接芯片与基板的主流技术之一。

随着电子设备向小型化、高性能化发展，引线键合技术的应用范围也在不断扩大，尤其是在对可靠性要求及高的航空、航天等军工领域，引线键合技术的重要性愈发凸显。然而，这些领域对引线键合的拉力值提出了更为严苛的要求，传统的引线键合工艺已难以满足这些高标准。

本文科准测控小编旨在深入探讨这些影响因素对电镀软金引线键合拉力的具体影响，以期为航空、航天等军工产品的引线键合工艺提供优化方案。通过对电流密度、镀金厚度等关键参数的精确控制，我们希望能够显著提高引线键合的拉力值，满足军工产品对高拉力值的需求。

一、检测原理

推拉力测试机的检测原理是通过精确控制施加在样品上的力，并测量样品在受力过程中的形变或断裂点，从而评估材料的力学性能。在电镀软金引线键合拉力测试中，该设备能够模拟实际应用中的应力条件，通过拉伸引线至断裂，测量并记录所需的最大拉力值，以此来评定引线键合的强度和可靠性。

二、试验过程

1、DOE试验方案

试验方案主要以引线键合拉力值和金面粗糙度作为最终评估值，并按极差法进行 DOE 分析。

2、相关检测标准

JEDEC JESD22-B116B：详细定义了线键合剪切测试方法。

SJ 21453-2018：规定了集成电路陶瓷封装金丝键合工艺的技术要求。

ASTM F459-13(2018)：提供了测量微电子引线键合拉伸强度的标准试验方法。

3、球形与契形引线邦定区别

本次试验邦定拉力测试分别采用球形和契形邦定进行测试，两种邦定工艺主要区别在键合处得形状，如下图1所示:

4、印制板材材质说明

本次试验所用的环氧树脂材料是生益科技生产的型号为S1141的环材料印制板，而PTFE 材料是ROGERS 公司生产的型号为RO3003的PTFE材料印制板，RO3003印制板材料比S1141要软很多。选择此两种不同软硬程度的印制板进行试验，是为了对比不同软硬材质对引线键合的影响。

5、拉力测试说明

1）常用检测设备

Alpha-W260推拉力测试机

Alpha-W260推拉力测试机适用于半导体芯片引线键合后的焊接强度测试、焊点与基板表面粘结力测试。常用的测试有晶片推力、金球推力、金线拉力等。可根据测试需要更换相对应的测试模块，系统自动识别模块参数信息。在拉力测试中可以设置安全高度及安全限速并带有着陆保护功能，防止对测试针造成损坏。推力测试中可以设置纳米级的剪切高度和更快的测试速度。W260搭载了科准自主研发的High-Rate测控系统实现了良好的准确度和数据可重复性，可提供值得信赖的结果。

2）测试类型（六大测试类型，满足不同测试需求）

3）技术特点

4）试验流程

a、样品准备：首先，将电镀软金引线固定在专用测试治具上，并确保胶水在使用日期内。产品固定后需等待5分钟方可进行测试。

b、设备检查与校准：打开推拉力测试机设备电源开关，检查电源是否接通，确保推拉力测试仪电源信号灯处于工作状态。

c、测试设置：在测试仪的显示屏上选中金线拉力测试选项，并点击确认按钮进入拉力测试模式。

d、治具固定：将专用测试治具装在推拉力测试机上，并旋转螺丝将治具固定。

e、测试位置调整：调整测试钩针，确保只对1根金线进行测试，并将推拉力设备的测试杆放置在金线长度的二分之一处，即金线长度的1/2位置。

f、测试执行：启动拉伸试验，测定拉伸强度，将金线拉伸至断裂，并记录断裂强度、断裂伸长率或断裂伸长率。

g、数据记录：统计拉力测试时任何一点出现断裂时的拉力值，每个方向至少测试5块样品以确保数据的准确性。

h、结果分析：作业完成后，填写shou件点检表进行数据记录，若测试数值符合生产规格则允许批量生产，若不符合则需技术员重新调整参数重新测试，直到测试数值符合生产规格为止。

三、键合拉力值影响因素分析

1、契形健合拉力值影响因素分析

将测试的几组实验数据中的契形引线键合拉力值按极差法进行分析，分析后可以看出，电流密度、铜厚、材料型号对压焊拉力都有影响，电流密度与压焊拉力成反比，铜厚与压焊拉力成正比，R03003材料压焊拉力要比FR-4材料要大，而镀金厚度对压焊拉力几乎没有影响。

2、球形邦定拉力值影响因素分析

将测试的几组实验数据中的球形引线键合拉力值按极差法进行分析，分析后可以看出，电流密度、铜厚、材料型号对球焊拉力影响都较小，电流密度与压焊拉力成反比，铜厚与压焊拉力成正比，R03003材料压焊拉力要比FR-4 材料要大，而镀金厚度对压焊拉力几乎没有影响。球焊受本次试验因素影响较小。

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