最近，科准测控接到一项芯片剪切测试需求。客户需要对玻璃、硅片等不同材质的Die进行加热后的剪切强度检测，测试温度最高涉及150℃。由于不同材料的热膨胀特性及粘接性能存在差异，温度变化可能影响芯片与基板之间的连接强度，因此需要在指定温度条件下开展剪切测试。
那么，高温芯片剪切力怎么测试？如何通过推拉力测试机检测芯片与基板的粘接强度？本文科准测控小编围绕测试原理、测试标准、测试设备及操作步骤，为您介绍高温芯片剪切力测试方法。
一、测试原理
芯片剪切力测试（Die Shear Test）是通过剪切刀头从芯片侧面施加水平载荷，使芯片与基板之间的连接部位承受剪切作用，直至芯片脱离或连接结构发生失效。
高温芯片剪切测试需要配合定制加热工装，将样品加热至指定温度并保持稳定，再通过剪切刀头施加载荷。测试设备记录加载过程中的力值变化及最大剪切力，用于评价指定温度下芯片与基板之间的连接强度。
测试完成后，还需观察芯片、粘接层及基板表面的破坏状态，分析失效发生在粘接界面、胶层内部还是芯片及基板本体。
二、测试标准
MIL-STD-883 Method 2019：Die Shear Strength（芯片剪切强度测试）
该方法可作为芯片固晶连接强度评价的参考，涉及芯片剪切加载、试样固定及失效观察等内容。
实际测试时，应根据芯片尺寸、固晶材料、基板结构及客户技术规范，确定剪切高度、加载速度、测试温度和合格判定要求。
对于玻璃、硅片及不同基材组合的样品，还需考虑材料破裂和基板变形对测试结果的影响。若进行加热后剪切测试，应明确加热温度、保温时间以及从加热到完成测试的温度控制要求。
三、测试设备
本次测试采用科准测控Alpha-W260推拉力测试机，配合显微观察系统、专用剪切刀头及定制加热工装，用于芯片高温剪切强度检测。
测试条件：
样品尺寸：3×3 mm、5×5 mm
芯片厚度：1 mm以内
预期推力：约25–30 kgf（3×3 mm样品）
测试方式：破坏性芯片剪切测试
加载速度：400、500 μm/s
剪切高度：100、150 μm
温度设置：最高150℃
四、测试步骤
1. 准备测试样品
准备玻璃、硅片等不同材质的Die样品，确认芯片尺寸、厚度、基板材质及粘接位置。检查芯片是否存在裂纹、边缘缺损或明显粘接异常，并记录样品编号。
2. 安装加热工装并固定样品
根据样品尺寸和基板结构，安装相应的定制加热工装及固定夹具，将样品稳定固定在测试平台上。
固定时应考虑玻璃、硅片等材料的受热特性，避免因夹持过紧或热膨胀受限造成样品损伤，同时保证剪切过程中基板不会发生移动或翘起。
3. 设置加热温度并保温
根据客户测试要求设置目标温度，启动加热装置，使样品逐步升温至指定条件。
达到目标温度后，按照规定时间保温，使测试区域温度趋于稳定。正式加载前应确认样品测试位置的温度符合要求，并记录实际测试温度。
对于最高150℃的测试需求，还需确认剪切刀头、夹具及相关部件满足相应的温度使用条件。
4. 显微定位并调整剪切高度
通过显微观察系统定位待测芯片，调整测试平台，使剪切刀头与芯片侧壁对应。
根据芯片厚度、固晶层位置及测试要求设置剪切高度。
调整时应确保刀头作用于指定的芯片侧面，避免直接接触基板或粘接层，并考虑样品加热后可能产生的位置变化。
5. 设置测试参数
在Alpha-W260推拉力测试机软件中选择破坏性剪切测试模式，设置传感器量程、加载速度及停止条件。对于不同材质及不同温度条件的样品，应分别记录相应的测试参数，保证后续数据具有可比性。
6. 开始高温剪切测试
确认样品达到规定温度、剪切刀头定位正确后，启动测试设备。
剪切刀头按照设定速度从芯片侧面施加水平载荷，直至芯片脱离或连接部位发生失效。设备实时记录力值变化，并获取最大剪切力。
测试过程中应保持规定的温度条件，避免因样品温度变化影响测试结果。
7. 记录并分析测试数据
测试完成后，记录最大剪切力、实际测试温度、加载速度、剪切高度及样品失效情况。
待样品安全冷却后，通过显微观察分析芯片、粘接层和基板的破坏位置，区分界面脱离、胶层破坏、芯片破裂及基板损伤等失效形式。
对于不同材质或不同温度条件的样品，应分别统计剪切力数据，并结合失效状态评价连接强度，避免仅凭最大力值判断粘接质量。
以上就是科准测控小编为您介绍的高温芯片剪切力测试原理、测试标准、设备配置及操作步骤。针对150℃芯片剪切测试、玻璃芯片剪切力测试、硅片Die Shear测试及芯片固晶粘接强度检测等需求，科准测控可根据样品尺寸、测试力值、温度范围及基板结构评估相应配置。如您对高温芯片剪切力测试机选型、定制加热工装或剪切刀头配置有疑问，欢迎联系科准测控获取专业技术支持。
