近期,我们收到一家深耕硅基Micro-LED微显示领域的企业寄来的芯片试样。客户希望通过金丝拉力测试(Wire Pull Test),检测芯片金丝键合点的连接强度,了解金丝在外力作用下的断裂情况及失效位置,为后续封装工艺优化和产品可靠性评价提供参考。
由于Micro-LED微显示芯片尺寸较小,金丝直径细、键合点密集,测试过程中需要准确控制拉钩位置、加载方向及测试速度,避免因操作偏差影响检测结果。
样品示意图
那么,Micro-LED微显示芯片金丝拉力测试怎么做?需要参考哪些标准?推拉力测试机如何完成微小金丝的精准定位与加载? 本文科准测控小编将围绕测试原理、测试标准、测试设备及操作步骤,为您介绍Micro-LED微显示芯片金丝键合强度的检测方法。
一、测试原理
Micro-LED微显示芯片金丝拉力测试主要用于评价金丝与芯片焊盘、封装基板或其他连接端之间的键合强度。
测试时,利用推拉力测试机配套的精密拉钩,在显微观察系统辅助下,将拉钩伸入金丝拱起部位,并按照设定速度向上施加拉伸载荷,使金丝及其键合连接部位承受拉力。
随着载荷逐渐增加,金丝可能发生拉伸断裂,也可能在键合位置出现脱离。测试设备记录加载过程中的力值变化及最大拉力值,并结合失效位置分析金丝键合质量。
对于Micro-LED微显示芯片,金丝拉力测试需要重点关注以下三个方面:
1. 金丝键合强度
通过记录金丝拉伸过程中的最大力值,评价键合连接的承载能力,为不同试样或工艺批次的对比提供参考。
2. 金丝断裂位置
观察金丝是在中段、颈部发生断裂,还是在第一焊点、第二焊点位置出现脱离。不同失效位置可能反映不同的连接薄弱环节。
3. 测试数据一致性
Micro-LED微显示芯片内部金丝排列较为精密,拉钩位置、加载方向及测试条件的差异都可能影响检测结果,因此需要尽量统一测试方法。
二、测试标准
Micro-LED微显示芯片金丝拉力测试可参考半导体封装领域的键合强度检测标准。
标准编号 | 标准名称 | 相关内容 |
MIL-STD-883 Method 2011 | Bond Strength (Destructive Bond Pull Test),破坏性键合拉力测试 | 通过拉伸载荷评价键合引线及其连接部位的强度 |
JEDEC JESD22-B120 | Wire Bond Pull Test Methods,引线键合拉力测试方法 | 为键合引线拉力测试及失效模式评价提供方法参考 |
MIL-STD-883 Method 2023 | Nondestructive Bond Pull Test,非破坏性键合拉力测试 | 可作为键合连接检测的补充参考,但需与破坏性拉力测试区分 |
需要说明的是: 本次测试以金丝破坏性拉力测试为主要方向。上述标准供参考,实际测试方法、加载条件、验收力值及失效判定要求,应以客户技术要求及双方确认的测试方案为准。
三、测试设备
本次Micro-LED微显示芯片金丝拉力测试采用科准测控Beta-S100推拉力测试机,配合显微观察系统、精密测试夹具及金丝拉力测试工具,对芯片键合部位进行拉伸检测。
测试条件:
测试样品:硅基Micro-LED微显示芯片金丝键合试样
测试项目:金丝拉力测试(Wire Pull)
测试方式:破坏性拉力测试
测试环境:常温
测试速度及合格力值:根据客户技术要求设置
四、测试步骤
1. 准备测试样品
取出Micro-LED微显示芯片试样,检查芯片表面、金丝及键合点的外观状态。
重点确认金丝是否存在明显弯折、塌线、断裂或焊点异常,并记录待测金丝的位置。
由于Micro-LED微显示芯片结构精密,样品取放过程中应避免直接接触金丝及键合区域。
2. 固定测试样品
将Micro-LED微显示芯片安装在推拉力测试机的精密夹具上,根据芯片外形及测试位置调整固定方式。
确保芯片在拉伸加载过程中不会发生位移,同时避免夹具对金丝、焊盘及其他微小结构造成挤压。
3. 显微观察与金丝定位
启动显微观察系统,调整观察倍率和光照条件,找到需要检测的金丝键合位置。
观察金丝弧高、排列间距及两端焊点位置,确定拉钩的进入方向和钩取位置。
对于相邻间距较小的金丝,应特别注意拉钩与周围结构之间的距离,避免同时接触多根金丝。
4. 安装拉钩并调整位置
根据试样金丝结构选择合适的精密拉钩,将拉钩缓慢移动至目标金丝的拱起部位。
通过显微观察确认拉钩已正确钩住目标金丝,并调整加载方向,避免拉钩接触芯片表面或相邻焊盘。
拉钩的实际位置应符合所采用测试方法的要求,避免因钩取位置偏差导致测得力值失真。
5. 设置测试参数
进入推拉力测试机控制软件,选择金丝拉力测试模式,根据客户测试要求设置相关参数,
由于Micro-LED微显示芯片金丝的拉力值通常较小,测试时需要选择与预期载荷相匹配的测力量程,兼顾力值分辨率和传感器保护。
6. 开始金丝拉力测试
确认拉钩位置及参数设置无误后,启动推拉力测试机。
设备按照设定速度向上加载,拉钩对目标金丝施加拉伸载荷,测试软件同步记录力值变化。
当金丝断裂、键合点脱离或达到预设停止条件时,结束当前测试。
对于需要检测多个键合点的芯片,应依次调整测试位置,重新完成显微定位后再进行下一次测试。
7. 记录测试结果
测试结束后,记录各测试点的最大拉力值,并通过显微观察确认金丝失效位置及断裂形态。
常见的失效情况包括金丝中段断裂、金丝颈部断裂、第一焊点脱离及第二焊点剥离等。
结合测试力值与失效形态,可以对Micro-LED微显示芯片金丝键合质量进行分析,为键合工艺调整、封装可靠性评价及批次质量对比提供参考。
以上就是科准测控小编为您介绍的Micro-LED微显示芯片金丝拉力测试原理、测试标准、测试设备及具体操作步骤。如果您对Micro-LED芯片金丝拉力测试、硅基微显示芯片键合强度检测、Wire Pull测试方法、推拉力测试机选型、金丝拉力测试夹具定制等有疑问或需求,欢迎联系科准测控,获取专业技术支持及针对性的测试解决方案。