在半导体器件可靠性验证领域，AEC-Q101标准是汽车电子委员会(Automotive Electronics Council)针对分立半导体器件制定的重要认证标准。
键合线拉力和键合点剪切测试是评估器件可靠性的关键指标，直接影响器件在严苛汽车环境下的长期稳定性。本文科准测控小编将深入解析这两项测试的技术要求、测试原理及操作流程，帮助工程师更好地理解和执行相关测试。
一、测试原理
1. 键合线拉力测试原理
键合线拉力测试是通过在键合线上施加垂直于芯片表面的拉力，测量键合线与焊盘或引线框架之间连接的机械强度。测试时，使用精密钩针在键合线中间位置施加拉力，直至键合线断裂或键合点脱落，记录最大破坏力值。
该测试主要评估：
键合线与焊盘的冶金结合质量
键合线的机械强度
键合工艺的稳定性
2. 键合点剪切测试原理
键合点剪切测试是通过在键合点侧面施加平行于芯片表面的推力，测量键合点与芯片焊盘或引线框架之间的结合强度。测试时，使用特定宽度的剪切工具以恒定速度推动键合点，直至键合点脱落，记录最大剪切力值。
该测试主要评估：
键合点与基材的粘附强度
键合界面的冶金质量
键合工艺参数设置的合理性
二、测试标准
1. 键合线拉力测试标准
依据标准：MIL-STD-750-方法2037
关键要求：
测试速度：0.2-2.0 mm/s
钩针直径：25-75 μm（通常为50 μm）
钩针位置：键合线拱高的1/3处
最小拉力要求：根据线径不同而不同，如25μm金线通常要求≥3gf
2. 键合点剪切测试标准
依据标准：AEC-Q101-003
关键要求：
测试速度：50-500 μm/s
剪切工具宽度：≥2倍键合点直径
剪切高度：1-5 μm（通常为基材表面上方1-2 μm）
最小剪切力要求：根据键合点尺寸和材料而定
三、测试仪器
1、Alpha W260推拉力测试机
A、设备介绍
Alpha-W260自动推拉力测试机用于为微电子引线键合后引线焊接强度测试、焊点与基板表面粘接力测试及其失效分析领域的专用动态测试仪器，常见的测试有晶片推力、金球推力、金线拉力等，采用高速力值采集系统。根据测试需要更换相对应的测试模组,系统自动识别模组，并自由切换量程。
B、推刀或钩针
C、常用工装夹具
四、测试流程
1、键合线拉力测试流程
步骤1、样品准备
确认样品符合测试要求（封装完成、无可见损伤）
将样品固定在测试台，确保水平稳定
根据线径选择合适的钩针（通常50μm）
步骤2、设备设置
打开Alpha W260测试软件，选择"拉力测试"模式
设置测试参数：
测试速度：1.0 mm/s
最大行程：500 μm
触发力：0.1gf
校准力传感器和位置系统
步骤3、定位操作
使用显微镜找到待测键合线
移动钩针至键合线拱高的1/3处
确保钩针与键合线垂直，无侧向接触
步骤4、执行测试
启动自动测试程序
系统自动完成：
钩针接触键合线并施加预紧力
垂直向上拉动至键合线断裂或键合点脱落
记录最大拉力和位移曲线
步骤5、结果分析
A、检查断裂模式（线断裂、界面脱落或根部断裂）
B、记录拉力值并与标准比较
C、统计至少25个有效数据点
D、报告生成
软件自动生成包含以下内容的报告：
a、测试条件
b、每个测试点的拉力值
c、统计结果（平均值、标准差、最小值）
d、失效模式分布
2、键合点剪切测试流程
步骤1、样品准备
确认样品表面清洁无污染
将样品固定在测试台，确保水平
根据键合点尺寸选择合适的剪切工具（通常为键合点直径的2.5倍）
步骤2、设备设置
选择"剪切测试"模式
设置测试参数：
测试速度：100 μm/s
剪切高度：基材表面上方1.5 μm
最大行程：键合点直径的1.5倍
进行力传感器校准
步骤3、定位操作
使用显微镜找到待测键合点
调整剪切工具与键合点边缘平行
确保剪切工具与基材表面的距离精确为1.5 μm
步骤4、执行测试
启动自动测试程序
A、系统自动完成：
剪切工具以恒定速度推动键合点
持续监测剪切力变化
记录最大剪切力和位移曲线
检测到力值下降80%后自动停止
B、结果分析
检查失效模式（界面剥离或基材损伤）
记录剪切力值并与标准比较
统计至少25个有效数据点
检查剪切后键合点残留情况
C、报告生成
软件自动生成包含以下内容的报告：
测试条件
每个键合点的剪切力值
统计结果（平均值、标准差、最小值）
失效模式分析
剪切后的显微图像
五、注意事项
1、环境控制
测试环境温度：23±5℃
相对湿度：40-60% RH
防震工作台减少振动干扰
2、样品处理
避免直接用手接触测试区域
测试前进行适当的样品清洁（如等离子清洗）
确保样品固定牢固无松动
3、设备维护
定期校准力传感器和位移系统
保持测试工具清洁无污染
定期检查光学系统清晰度
4、数据有效性
排除明显异常数据（如工具误操作导致）
确保失效模式符合预期
测试数量应满足统计要求（通常≥25）
5、安全操作
注意显微镜下的精细操作，避免碰撞
设置合理的力值上限，防止设备过载
紧急情况下使用快速停止功能
六、常见问题及解决方案
1、拉力测试中钩针滑脱
可能原因：钩针直径过大或位置不当
解决方案：更换合适钩针，确保钩在拱高1/3处
2、剪切测试数据波动大
可能原因：剪切高度不一致或工具磨损
解决方案：重新校准剪切高度，更换剪切工具
3、测试结果低于标准
可能原因：键合工艺参数不当或材料问题
解决方案：检查键合机参数（功率、压力、时间等），验证材料兼容性
4、失效模式异常
如出现基材损伤而非界面剥离
解决方案：调整剪切高度，检查基材强度是否达标
5、设备读数不稳定
可能原因：传感器故障或环境振动
解决方案：重新校准传感器，检查设备防震措施
以上就是小编介绍的有关于AEC-Q101键合线拉力和键合点剪切测试相关内容了，希望可以给大家带来帮助！如果您还想了解更多BGA封装料件焊点的可靠性测试方法、视频和操作步骤，推拉力测试机怎么使用视频和图解，使用步骤及注意事项、作业指导书，原理、怎么校准和使用方法视频，推拉力测试仪操作规范、使用方法和测试视频 ，焊接强度测试仪使用方法和键合拉力测试仪等问题，欢迎您关注我们，也可以给我们私信和留言，【科准测控】小编将持续为大家分享推拉力测试机在锂电池电阻、晶圆、硅晶片、IC半导体、BGA元件焊点、ALMP封装、微电子封装、LED封装、TO封装等领域应用中可能遇到的问题及解决方案。
