在半导体封装领域,金丝键合工艺的质量直接影响着芯片的可靠性和使用寿命。如何准确评估键合强度?怎样判断键合界面的冶金结合质量?破坏性检测给出了最直接有效的解决方案。
作为键合质量评估的"金标准",破坏性检测通过科学的力学测试方法,能够:
✔ 精确量化键合强度
✔ 识别潜在失效模式
✔ 验证工艺参数合理性
✔ 预测产品长期可靠性
科准测控技术团队深耕半导体检测领域多年,在本文中将为您系统介绍破坏性检测在金丝键合质量评估中的应用价值。我们采用推拉力测试机和标准化测试方法,对无氰/含氰电镀金键合样品进行全面检测,为封装工艺优化提供数据支撑。
一、检测原理
破坏性检测通过施加外力使键合点发生断裂,根据断裂位置和所需拉力值来评估键合质量。键合界面的冶金结合强度直接影响断裂模式和拉力数值,因此破坏性测试能直观反映键合工艺的可靠性。
二、检测相关标准
依据MIL-STD-883 Method 2011.7进行键合拉力测试
参考JESD22-B116标准评估键合强度
合格标准:断裂点必须位于金丝弧线部位(B、C或D点),禁止出现在焊球(A点)或楔形键合(E点)处
三、检测设备
1、Alpha W260推拉力测试机
A、设备介绍
Alpha W260推拉力测试机是一款专为半导体封装、电子组装等领域设计的高精度测试设备。其主要特点包括:
高精度测量:配备24Bit超高分辨率数据采集系统,确保测试数据的高精度和高重复性。
多功能性:支持多种测试模式,包括晶片推力、金球推力、金线拉力等,适用于不同封装形式的测试需求。
自动化操作:X、Y轴自动工作台设计,操作简便,测试效率高。
安全性:每个工位设有独立安全高度和限速,防止误操作损坏测试针头。
这些特点使得Alpha W260成为COB封装推拉力测试的理想选择。
2、钩针
3、常用工装夹具
四、测试流程
步骤一、样品制备
制备无氰电镀金和含氰电镀金测试样品各40组
每组样品采用不同键合参数(超声功率、时间、压力)
步骤二、拉力测试
使用Alpha W260测试机以0.5mm/s速度施加拉力
记录每组样品的最大拉力值和断裂位置
每种参数组合测试20次取平均值
步骤三、失效模式分析
统计A点(焊球处)和E点(楔形键合处)失效比例
通过扫描电镜观察典型失效断口形貌
步骤四、数据分析
计算不同参数组合下的平均拉力值
建立失效模式与工艺参数的对应关系
步骤五、破坏性检测结果分析
1、拉力测试数据
2、失效模式统计
无氰样品A点失效率达35%
含氰样品A点失效率仅15%
两组样品均未出现E点失效
3、断口形貌分析
通过SEM观察发现:
优质键合断口呈现韧性断裂特征
A点失效样品显示明显的界面分离
含氰样品断口可见更多塑性变形痕迹
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