在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，冷焊和熱焊凸塊技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，成為連接芯片與基板、實(shí)現(xiàn)電氣互連的關(guān)鍵技術(shù)。這些凸塊不僅承載著電信號(hào)的傳輸，還直接影響著整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的機(jī)械穩(wěn)定性和長(zhǎng)期可靠性。因此，對(duì)冷焊和熱焊凸塊的鍵合質(zhì)量進(jìn)行精確評(píng)估，是確保半導(dǎo)體器件高性能和高可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將介紹如何焊接強(qiáng)度測(cè)試儀進(jìn)行冷/熱焊凸塊拉力測(cè)試。

一、常用試驗(yàn)方法

1、引線拉力測(cè)試（Pull Test）

原理：在鍵合線上施加一個(gè)向上的拉力，使鍵合部從芯片表面被拉開(kāi)，并對(duì)拉力的大小進(jìn)行測(cè)量。

操作步驟：

準(zhǔn)備測(cè)試：將待測(cè)引線固定在測(cè)試設(shè)備上，確保拉鉤能夠穩(wěn)定勾住引線。

設(shè)置測(cè)試參數(shù)：調(diào)整拉力施加點(diǎn)，使其位于內(nèi)外焊點(diǎn)的中間位置，并確保拉力方向垂直于焊點(diǎn)連線。

非破壞性測(cè)試：逐漸增加拉力，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，觀察引線和焊點(diǎn)，若在規(guī)定拉力下未發(fā)生斷裂或脫落，表明鍵合強(qiáng)度合格。

破壞性測(cè)試（如需要）：繼續(xù)增加拉力，直至引線斷裂或焊點(diǎn)脫落，記錄此時(shí)的拉力值，該值為極限鍵合強(qiáng)度。

測(cè)試完成：輕輕移開(kāi)拉鉤，取出測(cè)試樣品，并記錄測(cè)試結(jié)果。

2、鍵合剪切力測(cè)試（Shear Test）：

原理：用一個(gè)平面的剪切刀（推刀），平行于焊盤(pán)向焊球施加推力，使焊球被剝離，此時(shí)的力即為鍵合剪切力。

應(yīng)用：主要用于評(píng)估金線球焊連接的可靠性，是生產(chǎn)過(guò)程中監(jiān)控生產(chǎn)能力和穩(wěn)定性的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)之一。

二、測(cè)試設(shè)備

Beta S100焊接強(qiáng)度測(cè)試儀

設(shè)備介紹：

多功能焊接強(qiáng)測(cè)試儀是用于為微電子引線鍵合后引線焊接強(qiáng)度測(cè)試、焊點(diǎn)與基板表面粘接力測(cè)試及其失效分析領(lǐng)域的專(zhuān)用動(dòng)態(tài)測(cè)試儀器，常見(jiàn)的測(cè)試有晶片推力、金球推力、金線拉力等，采用高速力值采集系統(tǒng)。

特點(diǎn)：

廣泛應(yīng)用：適用于半導(dǎo)體封裝、LED封裝、軍工器件等多個(gè)領(lǐng)域，提供破壞性和非破壞性測(cè)試。

模塊化設(shè)計(jì)：插拔式模塊，更換便捷，自動(dòng)識(shí)別，多量程選擇，精度高。

高精度測(cè)量：配備專(zhuān)業(yè)砝碼箱，顯微鏡可調(diào)節(jié)，行程精度高。

多樣化夾具：全品類(lèi)夾具，360°調(diào)節(jié)，多種鉤針和推刀。

便捷操作：雙搖桿設(shè)計(jì)，軟件功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)易。

豐富功能：CPK分析、Mac系統(tǒng)、權(quán)限分配、外接攝像機(jī)等。

三、測(cè)試條件

鍵合拉脫測(cè)試：通常用于測(cè)量器件封裝的外部鍵合。在引線或外引線以及布線板或基板之間，以90°角度施加拉力，記錄失效時(shí)的力的大小和分離模式。

引線拉力測(cè)試（單個(gè)鍵合點(diǎn)）：應(yīng)用于測(cè)量器件的芯片或基板與引線框架上的內(nèi)部鍵合。引線被切斷，使其兩端都能進(jìn)行拉力試驗(yàn)，施加的拉力大致垂直于芯片表面或基板。

引線拉力測(cè)試（雙鍵合點(diǎn)）：與單個(gè)鍵合點(diǎn)測(cè)試類(lèi)似，但在引線下方插入鉤子夾緊器件，在引線中跨和頂部之間施加拉力，避免引線產(chǎn)生不利變形。

鍵合剪切力測(cè)試（倒裝焊）：用于半導(dǎo)體芯片與基板之間的面鍵合結(jié)構(gòu)連接的內(nèi)部鍵合。使用工具或劈刀在芯片或載體上施加剪切力，記錄失效時(shí)的力的大小和分離模式。

四、使用方法

1、設(shè)備與配件檢查：檢查推拉力測(cè)試機(jī)及其所有配件，確保設(shè)備完整且功能正常。確認(rèn)測(cè)試機(jī)、推刀（或鉤針）和夾具等關(guān)鍵部件均已完成校準(zhǔn)，以確保測(cè)試結(jié)果的精確性。

2、模塊安裝與電源連接：將待測(cè)試的模塊正確安裝到推拉力測(cè)試機(jī)上。連接電源，并啟動(dòng)測(cè)試機(jī)，等待系統(tǒng)自檢和模塊初始化完成。

3、推刀（或鉤針）的安裝與校準(zhǔn)：根據(jù)測(cè)試的具體需求，選擇適合的推刀。將推刀安裝到推拉力測(cè)試機(jī)的指定位置，并進(jìn)行牢固鎖定，以保證測(cè)試的精確度。

4、測(cè)試夾具固定：將電子元器件精確地放置在測(cè)試夾具中，并確保其位置正確。將夾具安裝到測(cè)試機(jī)的工作臺(tái)上，并使用固定螺絲將其緊固，模擬實(shí)際使用中的固定狀態(tài)。

5、測(cè)試參數(shù)的設(shè)定：在測(cè)試機(jī)的軟件界面上輸入必要的測(cè)試參數(shù)，包括但不限于測(cè)試方法、傳感器選擇、測(cè)試速度、目標(biāo)力值、剪切高度和測(cè)試次數(shù)。

6、測(cè)試執(zhí)行：在顯微鏡下確認(rèn)電子元器件和推刀（或鉤針）的相對(duì)位置正確無(wú)誤。啟動(dòng)測(cè)試程序，密切監(jiān)視測(cè)試過(guò)程中的動(dòng)作，確保一切按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行。

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審核編輯 黃宇