符合车规级认证的晶圆推力测试：标准解读与Beta-S100实操指南

最近，我们接到一位从事光模块封装客户的咨询，他们在生产过程中需要对贴装后的晶圆硅片进行推力测试，以验证芯片与基板之间的粘接强度是否达标。客户特别提到，他们的晶圆经过减薄后厚度仅有80微米，担心传统测试方法容易导致晶圆碎裂，询问是否有合适的解决方案。

今天，科准测控小编就基于这个真实案例，为您详细介绍一下如何通过Beta-S100推拉力测试机进行晶圆硅片推力测试，包括原理、方法、设备要求及操作流程，供有需要的读者参考。

一、测试原理

晶圆硅片推力测试（Die Shear Test），是指用精密的推刀水平推动芯片或硅片，模拟芯片在实际使用中受到的水平方向应力，测量将其从基板或贴装材料上推离所需的力值，从而评估芯片与基板之间的粘接强度。

这项测试广泛用于多个领域：

半导体封装（芯片贴装工艺验证）

光模块封装（薄晶圆可靠性评估）

功率器件（IGBT、MOSFET贴装强度）

汽车电子（AEC-Q100认证）

LED封装（芯片固晶强度检测）

二、       测试标准

JESD22-B109（JEDEC）：芯片剪切测试主流通用标准

GB/T 4937.19-2018：国内对应国标

SEMI G86：薄晶圆、3D 封装、临时键合场景专用        

三、测试设备

1、Beta-S100推拉力测试机

2、       设备介绍

力值精度：±025%，满足多项标准要求

采样率：4kHz，捕捉断裂瞬间力值变化

剪切高度控制：±1μm精度，可编程设定，保护薄晶圆

模块化设计：更换模块即可切换推力/拉力测试，一机多用

数据追溯：支持原始数据导出、SPC分析、MES接口

四、测试流程

第1步：选择并安装测试模块

根据客户芯片的预估推力值，选择合适量程的推力模块。对于常规光模块芯片，DS-50kg模块通常足够。

第2步：安装推刀

选择宽度大于芯片边长60%-100%的推刀，确保推力均匀分布。将推刀安装到模块上，用六角扳手锁紧。

第3步：固定样品

将贴装有晶圆的基板固定在测试平台上。对于薄基板，建议使用真空吸附夹具，避免夹持力导致基板变形。

第4步：参数设定

在Beta-S100软件中设定相关参数：

测试速度：100-500μm/s，速度过快可能导致数据波动

剪切高度：芯片厚度的10%-20%，针对80μm薄晶圆，建议设为8-15μm

着陆速度：500μm/s，推刀接近芯片时的速度

可编程着陆力：10gf ，避免推刀撞击晶圆

最大行程：芯片宽度的1.2倍，确保推刀有足够行程推离芯片

第5步：定位与执行测试

通过显微镜和摇杆控制，将推刀移动到芯片侧面的正后方。确认位置无误后，点击开始测试，系统自动完成推力施加和数据采集。

第6步：结果判定与失效分析

测试完成后，系统显示最大推力值和力-位移曲线。根据以下标准判断：

- 力值达标且为内聚断裂（胶层内部断开，芯片和基板均有残胶）：合格

- 力值不达标或界面断裂（芯片或基板一侧干净无残胶）：不合格，需排查工艺

以上就是科准测控小编为您介绍的晶圆硅片推力测试的全部内容，希望对您有所帮助。如果您也是从事半导体封装、光模块、功率器件或汽车电子行业，正在寻找合适的推拉力测试方案，或者还有关于推拉力测试机怎么使用、推拉力测试机校准规范、推拉力测试机国产厂家哪家好、推拉力测试机多少钱一台等方面的疑问或需求，欢迎私信或留言联系我们，我们可提供样品实测和技术方案支持！