球形和楔形鍵合點(diǎn)性能評(píng)估中的聯(lián)合力學(xué)測(cè)試方法

在微電子封裝和半導(dǎo)體器件制造工藝中，對(duì)微米級(jí)引線鍵合點(diǎn)力學(xué)性能進(jìn)行精確評(píng)估至關(guān)重要。傳統(tǒng)評(píng)估方法通常對(duì)單個(gè)鍵合點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行剪切力測(cè)試或拉力測(cè)試，但這需要消耗更多的引線樣本和測(cè)試時(shí)間。研究表明，通過優(yōu)化測(cè)試順序，可在單根引線實(shí)現(xiàn)兩個(gè)鍵合點(diǎn)的聯(lián)合力學(xué)測(cè)試，從而實(shí)現(xiàn)高效、全面的評(píng)估。接下來，科準(zhǔn)測(cè)控小編將帶您深入了解這一高效評(píng)估方法的技術(shù)原理與實(shí)施流程。

一、鍵合點(diǎn)力學(xué)測(cè)試原理

評(píng)估引線鍵合點(diǎn)完整性的核心力學(xué)測(cè)試包括剪切力測(cè)試和拉力測(cè)試。剪切力測(cè)試主要用于評(píng)估鍵合點(diǎn)與焊盤界面處的結(jié)合強(qiáng)度，測(cè)試儀器使用一個(gè)微小的推刀從側(cè)面施加力，直至鍵合點(diǎn)失效。拉力測(cè)試則主要評(píng)估引線本身的拉伸強(qiáng)度以及鍵合點(diǎn)頸部的完整性，測(cè)試時(shí)使用鉤子垂直向上提起引線弧。這兩種測(cè)試分別從不同維度揭示了鍵合點(diǎn)的潛在失效模式，如界面剝離、金屬斷裂或焊球自身撕裂。

二、聯(lián)合測(cè)試方案的理論與實(shí)踐

關(guān)鍵的技術(shù)突破在于發(fā)現(xiàn)了一種優(yōu)化的測(cè)試順序。一項(xiàng)研究指出，在對(duì)球-楔鍵合的楔形鍵合點(diǎn)進(jìn)行拉力測(cè)試后，位于另一端的球形鍵合點(diǎn)的剪切強(qiáng)度未出現(xiàn)顯著減弱。這一發(fā)現(xiàn)具有重要的工程實(shí)踐意義，因?yàn)樗魬?zhàn)了傳統(tǒng)上認(rèn)為的順序測(cè)試會(huì)相互影響的假設(shè)。

基于此發(fā)現(xiàn)，可以設(shè)計(jì)出一個(gè)高效的聯(lián)合測(cè)試流程：

1. 首先，對(duì)單根引線進(jìn)行在線弧拉力測(cè)試。此步驟主要評(píng)估楔形鍵合點(diǎn)的垂直方向結(jié)合強(qiáng)度及引線弧的完整性。

2. 隨后，對(duì)同一根引線另一端的球形鍵合點(diǎn)進(jìn)行剪切力測(cè)試。由于先前的拉力測(cè)試對(duì)其影響可忽略不計(jì)，此次剪切測(cè)試能準(zhǔn)確反映其原始的界面結(jié)合強(qiáng)度。

該方案已獲得行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持。美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)ASTM F1269-06中包含了類似的指導(dǎo)性表述，為其提供了規(guī)范化依據(jù)。

三、聯(lián)合測(cè)試方法的優(yōu)勢(shì)與意義

這種“先拉力，后剪切”的聯(lián)合測(cè)試方法帶來了顯著的優(yōu)點(diǎn)：

數(shù)據(jù)獲取最大化：從單根引線上同時(shí)獲得關(guān)于楔形鍵合點(diǎn)（拉力數(shù)據(jù)）和球形鍵合點(diǎn)（剪切數(shù)據(jù)）的力學(xué)性能信息。

樣本效率最優(yōu)化：將傳統(tǒng)上需要兩根引線（分別測(cè)試）才能獲得的數(shù)據(jù)集，縮減到僅需一根引線，從而將所需的物理樣本數(shù)量減少至少一半。

評(píng)估全面性：為工藝工程師提供了同一互連單元內(nèi)兩個(gè)不同性質(zhì)鍵合點(diǎn)的、具有直接關(guān)聯(lián)性的強(qiáng)度剖面，更利于系統(tǒng)性分析工藝波動(dòng)對(duì)整體互連可靠性的影響。

綜上所述，針對(duì)球-楔引線鍵合點(diǎn)的評(píng)估，采用先進(jìn)行在線弧拉力測(cè)試、隨后進(jìn)行焊球剪切測(cè)試的聯(lián)合方案，是一種基于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的、高效且科學(xué)的評(píng)估策略。它不僅在理論上得到了鍵合點(diǎn)力學(xué)行為研究的支持，也符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。這種方法通過最小化樣本需求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍵合界面和引線本身力學(xué)性能更經(jīng)濟(jì)、更全面的評(píng)估，為微電子封裝工藝的質(zhì)量控制與可靠性分析提供了有力工具。

科準(zhǔn)測(cè)控深度集成該聯(lián)合測(cè)試方法，通過高精度微力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，可自動(dòng)執(zhí)行“拉力-剪切”序列化測(cè)試。我們的設(shè)備憑借亞微米級(jí)定位與高分辨率傳感，確保對(duì)球形與楔形鍵合點(diǎn)的測(cè)試精準(zhǔn)可靠；智能軟件依據(jù)ASTM等標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)分析數(shù)據(jù)，并生成雙鍵合點(diǎn)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度報(bào)告，幫助您用一根引線獲得兩倍數(shù)據(jù)，顯著提升測(cè)試效率與工藝控制水平。