焊接強度測試機實操指南：IC鋁帶拉力測試的步驟、技巧與常見問題

在現代微電子封裝領域，集成電路（IC）的可靠性與穩定性是決定產品品質的關鍵。其中，鍵合點的機械強度直接影響到芯片在后續加工、運輸及使用過程中的性能表現。IC鋁帶作為一種重要的內引線材料，其與芯片焊盤和引線框架之間的焊接（鍵合）強度至關重要。

科準測控認為，通過精確的拉力測試來量化評估這一強度，是確保封裝質量、優化工藝參數、預防早期失效的核心環節。本文將圍繞IC鋁帶拉力測試，系統介紹其測試原理、適用標準、核心儀器及詳細操作流程，為相關行業的技術人員提供一份實用的操作指南。

一、 測試原理

IC鋁帶拉力測試的基本原理是通過施加一個垂直于鍵合點表面的、持續增加的拉力，直至鍵合點發生失效（如鋁帶斷裂、焊點脫落或界面剝離），并記錄下失效瞬間的最大力值。

這個最大力值即為該鍵合點的拉斷力或拉力強度。通過統計分析多個樣本的測試數據，可以評估：

鍵合強度的平均值和分布范圍：判斷工藝穩定性。

失效模式：分析失效是發生在鋁帶本身、焊點界面還是其他位置，從而追溯工藝問題根源（如焊接能量不足、污染、材料退化等）。

工藝能力的下限：為制定合格標準提供數據依據。

該測試是一種破壞性力學測試，旨在模擬和檢驗鍵合點在極端應力下的機械性能。

二、 測試標準

MIL-STD-883, Method 2011.9: 鍵合強度（破壞性拉力測試）

JESD22-B116: 鍵合線/帶拉力測試

GB/T 4937 (中國國家標準) / GJB 548 (中國國家軍用標準)

這些標準通常規定了最小拉力強度要求（如對于1mil的鋁帶，拉力值需大于某一特定克力值）以及可接受的失效模式（優先選擇鋁帶本身斷裂，而非界面脫落）。

三、 測試儀器

1、Alpha W260焊接強度測試機

儀器主要特點與構成：

高精度力值傳感器：通常量程在0-500gf（克力）或更大，分辨率可達0.1gf，確保微小力值變化的精確捕捉。

精密三維移動平臺：用于精確定位測試鉤與待測鋁帶的位置，操作靈活，定位準確。

專用測試鉤：根據標準要求，配備一系列不同尺寸和形狀（如鈍角鉤、尖角鉤）的鉤子，以適應不同線徑/帶寬和鍵合弧高的測試需求。

實時控制與數據采集系統：

控制單元：精確控制拉力測試的速率（如100-5000μm/s），保證測試條件的一致性。

軟件系統：用戶友好的操作界面，用于設置測試參數、實時顯示力-位移曲線、自動記錄峰值力值、判斷失效模式并生成測試報告。

顯微鏡或高清攝像頭：集成視覺系統，便于操作者清晰觀察對位過程，確保測試鉤準確勾住鋁帶中心位置，避免因操作不當引入誤差。

四、 測試流程

步驟一：準備工作

樣品固定：將待測的IC芯片或封裝器件牢固地安裝在測試機的夾具上，確保測試過程中樣品無松動。

設備開機：啟動Alpha W260測試機及配套軟件，進行力傳感器清零和系統自檢。

參數設置：在軟件中輸入測試參數，主要包括：

測試速度：根據標準（如MIL-STD-883規定為100-5000μm/s）或內部規范設定，常用速度為500μm/s或1000μm/s。

測試模式：選擇“拉力測試”模式。

力值上限：設置一個安全力值，防止意外損壞傳感器或樣品。

步驟二：對位與掛鉤

視覺定位：通過顯微鏡或攝像頭，移動三維平臺，將測試鉤移動至待測鋁帶的正上方。

精確掛鉤：緩慢下降測試鉤，使其從鋁帶拱形的下方穿過，并確保鉤子位于鋁帶的中心點，且與鋁帶呈垂直受力狀態。避免鉤到鍵合點根部或框架。

步驟三：執行測試

設備將按照預設速度，勻速向上提升測試鉤，對鋁帶施加垂直方向的拉力。

實時監控：觀察軟件上實時繪制的力-位移曲線。拉力會持續上升直至鋁帶或焊點發生失效。

步驟四：數據記錄與分析

記錄峰值力值：測試機軟件會自動記錄并顯示失效瞬間的最大拉力值（Fmax）。

判斷失效模式：通過顯微鏡觀察失效位置，并記錄失效模式。常見模式有：

鋁帶斷裂：最理想的失效模式，說明鍵合強度高于材料本身強度。

焊點脫落（Lift-off）：從芯片焊盤或引線框架上脫落，通常表明界面焊接不良。

金屬化層拉起：焊盤下的金屬層被撕起，表明鍵合過度或芯片制造存在缺陷。

數據保存：將本次測試的力值、曲線和失效模式圖片保存至數據庫。

步驟五：重復測試與報告生成

更換樣品/位置：移動至下一個待測鋁帶，重復步驟二至四。通常一個器件需要測試多個（如5-10個）鍵合點以獲得統計意義的數據。

生成報告：測試完成后，使用軟件的數據分析功能，計算所有測試數據的平均值、標準差、最小值等，并自動生成包含力值分布圖和失效模式分析的綜合性測試報告。

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