在半导体封装领域，键合强度是评估封装可靠性的关键指标。科准测控小编特别整理行业标准测试方法，帮助工程师准确评估金线键合、芯片贴装等工艺质量。
本文将详细介绍键合强度测试的三大类型：金线拉力测试、金球推力测试和芯片推力测试，涵盖测试原理、执行标准、仪器选型及操作流程等核心内容，为半导体封装工艺验证提供标准化指导。
一、测试原理
键合强度测试通过机械应力模拟评估半导体封装中各连接部位的可靠性，主要包括三种测试模式：
1、金线拉力测试：通过钩针垂直拉伸键合线，评估线材与焊点的结合强度
2、金球推力测试：采用水平推力评估球焊点与基板间的结合质量
3、芯片推力测试：测量芯片与基板间的贴装强度
这些测试可有效识别焊接不良、金属化层缺陷等工艺问题，确保封装结构在后续加工和使用中的可靠性。
二、测试标准
1. 金线拉力测试标准
测试规范：
钩针位置：金线线弧最高点
测试速度：0.2-0.5mm/s
环境条件：23±5℃, RH 45±15%
断裂模式判定：
拉力标准值（引用MIL-STD-883G）：
2. 金球推力测试标准
测试规范：
推刀高度：焊球高度1/3-1/2处
接触角度：90±5°
测试速度：50-200μm/s
失效模式判定：
TYPE 1：金球完整剥离（PASS）
TYPE 2：金球剥离带少量金属残留（PASS）
TYPE 3：基板弹坑（FAIL）
TYPE 4：推刀接触芯片表面（FAIL）
TYPE 5：部分金球剥离（FAIL）
TYPE 6：金属层脱落（FAIL）
推力标准值：
3. 芯片推力测试标准
测试规范：
测试位置：芯片长边中心
推刀角度：90±2°
接触深度：芯片厚度1/3
失效模式判定：
芯片整体脱落（PASS）
基板残留（PASS）
部分脱落（FAIL）
推力计算公式（MIL-STD-883G）：
最小推力(g) = 0.8 × 芯片面积(密耳²)
示例：10mil×10mil芯片的最小推力=0.8×100=80g
三、测试仪器
1、Alpha W260推拉力测试机
Alpha W260推拉力测试机是专为微电子封装可靠性测试设计的高精度设备，特别适合半导体芯片键合强度的测试需求：
1、设备特点
高精度：全量程采用自主研发的高精度数据采集系统，确保测试数据的准确性。
功能性：支持多种测试模式，如晶片推力测试、金球推力测试、金线拉力测试以及剪切力测试等。
操作便捷：配备专用软件，操作简单，支持多种数据输出格式，能够wan美匹配工厂的SPC网络系统。
2、多功能测试能力
支持拉力/剪切/推力测试
模块化设计灵活配置
3、智能化操作
自动数据采集
SPC统计分析
一键报告生成
4、安全可靠设计
独立安全限位
自动模组识别
防误撞保护
5、夹具系统
多种规格的剪切工具（适用于不同尺寸焊球）
钩型拉力夹具
定制化夹具解决方案
四、测试流程
1、金线拉力测试流程
将样品固定在测试平台
显微镜下定位线弧最高点
钩针缓慢上升至接触金线
以恒定速度(0.3mm/s)垂直拉伸
记录最大拉力和断裂位置
分析失效模式
2、金球推力测试流程
样品水平固定
确定焊球高度并设置推刀位置
推刀水平接近焊球
以100μm/s速度施加推力
记录峰值推力
显微镜检查失效形貌
3、芯片推力测试流程
选择芯片长边作为测试边
推刀垂直对准芯片边缘
缓慢接触至预设深度
施加推力直至芯片脱落
记录最大推力值
检查芯片和基板残留情况
五、注意事项
1、测试环境控制
避免振动干扰
保持温度稳定
防静电措施
2、仪器校准
每日使用前进行零点校准
每周力值传感器校准
每月全面系统校验
3、数据有效性
每个样品至少测试5个点
异常值需复测确认
保留完整的失效照片
4、安全规范
佩戴防静电手环
显微镜下操作时避免碰撞
尖锐工具专人保管
以上就是小编介绍的有关于半导体芯片键合强度测试标准与方法的相关内容了，希望可以给大家带来帮助。如果您还对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感兴趣，欢迎关注我们，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。
