在當(dāng)今快速發(fā)展的電子行業(yè)中，半導(dǎo)體器件的性能和可靠性是衡量電子設(shè)備成功的關(guān)鍵因素。引線鍵合技術(shù)，作為連接半導(dǎo)體芯片與外部電路的重要手段，其質(zhì)量直接關(guān)系到器件的整體性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。隨著電子器件向更小尺寸、更高速度和更大功率密度的方向發(fā)展，對(duì)引線鍵合質(zhì)量的要求也日益嚴(yán)格。因此，對(duì)引線鍵合質(zhì)量的檢測(cè)變得至關(guān)重要，它不僅能夠確保產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的高標(biāo)準(zhǔn)，還能在產(chǎn)品上市前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修正潛在的缺陷，從而減少成本和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
本文科準(zhǔn)測(cè)控小編旨在詳細(xì)探討電子器件封裝中引線鍵合質(zhì)量的檢測(cè)方法，對(duì)比分析各種技術(shù)的目的、技術(shù)特點(diǎn)及其適用場(chǎng)合。我們將從引線鍵合的基本原理出發(fā)，深入探討當(dāng)前行業(yè)內(nèi)采用的各種檢測(cè)技術(shù)，包括但不限于機(jī)械測(cè)試、電學(xué)測(cè)試和視覺(jué)檢測(cè)等。同時(shí)，本文還將總結(jié)這些方法的優(yōu)勢(shì)與局限性，并探討在面對(duì)新的封裝技術(shù)和材料時(shí)，引線鍵合質(zhì)量檢測(cè)所面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)的發(fā)展方向。
一、引線鍵合的質(zhì)量問(wèn)題及主要表征方法
要對(duì)引線鍵合的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，就必須了解該技術(shù)的基本原理和工藝流程，掌握引線鍵合中存在的質(zhì)量問(wèn)題，熟悉這些質(zhì)量的表征方法。
引線鍵合技術(shù)的基本原理是利用直徑通常為幾十至幾百微米的高電導(dǎo)率金屬導(dǎo)線（金、鋁和銅等），在熱超聲作用下按壓在焊盤(pán)上，使焊盤(pán)與焊線的金屬原子發(fā)生擴(kuò)散，形成金屬間化合物，從而實(shí)現(xiàn)晶粒與引腳的連接。典型的引線鍵合工藝流程包括形球、超聲加熱、按壓形成第一焊點(diǎn)、走線、按壓形成第二焊點(diǎn)和分離等。如圖2所示。
二、引線鍵合的質(zhì)量檢測(cè)
1、機(jī)械參數(shù)檢測(cè)方法
合格的鍵合線必須在實(shí)現(xiàn)有效電氣連接的同時(shí)具有較好的機(jī)械性能。良好的機(jī)械性能不僅是正常工作的基本保證，同時(shí)也是芯片封裝長(zhǎng)期工作可靠性的基礎(chǔ)。因此對(duì)引線進(jìn)行機(jī)械性能的檢測(cè)是評(píng)價(jià)鍵合線質(zhì)量的基礎(chǔ)。應(yīng)力和振動(dòng)是兩種主要的機(jī)械檢測(cè)手段。
a、靜態(tài)機(jī)械參數(shù)檢測(cè)
靜態(tài)機(jī)械參數(shù)的檢測(cè)可以用于快速評(píng)估鍵合線 的整體鍵合強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)脫焊和虛焊等問(wèn)題。針對(duì)鍵 合線的應(yīng)力檢測(cè)，引線拉力測(cè)試（pull test）和球剪切力測(cè)試（shear test）是最基本手段。在這兩種方法 的基礎(chǔ)上，為了解決工業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)對(duì)速度和非破壞 性的要求，還發(fā)展出高壓空氣吹檢法和焊球成型過(guò) 程壓力測(cè)試法等。
2、引線拉力測(cè)試
引線拉力測(cè)試是測(cè)量鍵合線強(qiáng)度zui簡(jiǎn)單有效的方法之一，并被中國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（MIL-STD-883）等廣泛采用。該方法是用一個(gè)小勾勾住引線，測(cè)試時(shí)拉力的施加作用點(diǎn)作用于內(nèi)、外兩個(gè)焊點(diǎn)的中間部位，拉力的施加方向垂直于兩焊點(diǎn)連線的垂直方向。在非破壞性試驗(yàn)時(shí)不斷增大拉力，當(dāng)拉力到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值而引線未斷裂或焊點(diǎn)未脫落，說(shuō)明鍵合強(qiáng)度符合要求，最后輕輕移開(kāi)小勾。在破壞性試驗(yàn)中，不斷增加拉力直至引線斷開(kāi)或鍵合點(diǎn)脫落位置，此時(shí)得到的數(shù)值，即為極限鍵合強(qiáng)度。
原理圖如下：
3、球剪切力測(cè)試
球剪切力測(cè)試（Ball shear test）是用一個(gè)平面的剪切刀，平行于焊盤(pán)向焊球施加推力，使焊球被剝離的力就是鍵合剪切力。
4、常用檢測(cè)設(shè)備
a、Beta S100 推拉力測(cè)試機(jī)
1）設(shè)備概述
a、推拉力測(cè)試機(jī)是一種專為微電子領(lǐng)域設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備，用于評(píng)估引線鍵合后的焊接強(qiáng)度、焊點(diǎn)與基板的粘接強(qiáng)度以及進(jìn)行失效分析。該儀器能夠執(zhí)行多種測(cè)試，如晶片推力測(cè)試、金球推力測(cè)試和金線拉力測(cè)試，配備有高速力值采集系統(tǒng)，以確保測(cè)試的精確性。
b、用戶可以根據(jù)具體的測(cè)試需求更換相應(yīng)的測(cè)試模塊，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別并調(diào)整到合適的量程。這種靈活性使得設(shè)備能夠適應(yīng)不同產(chǎn)品的測(cè)試需求。每個(gè)測(cè)試工位都設(shè)有獨(dú)立安全高度和速度限制，以防止因誤操作而損壞測(cè)試探頭。該系統(tǒng)以快速、精確和廣泛的適用性為特點(diǎn)。
c、該推拉力測(cè)試機(jī)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路封裝測(cè)試、LED封裝測(cè)試、光電器件封裝測(cè)試、PCBA電子組裝測(cè)試，以及汽車電子、航空航天和軍事等領(lǐng)域。同時(shí)，它也適用于電子分析和研究單位進(jìn)行失效分析，以及教育機(jī)構(gòu)的教學(xué)和研究活動(dòng)。
2）設(shè)備特點(diǎn)
3）實(shí)測(cè)案例展示
以上就是小編介紹的有關(guān)于電子器件封裝中引線鍵合質(zhì)量檢測(cè)方法的相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)?lái)幫助！如果您還想了解更多關(guān)于推拉力測(cè)試機(jī)怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項(xiàng)、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，推拉力測(cè)試儀操作規(guī)范，焊接強(qiáng)度測(cè)試儀使用方法和鍵合拉力測(cè)試儀等問(wèn)題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，【科準(zhǔn)測(cè)控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測(cè)試機(jī)在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點(diǎn)、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問(wèn)題及解決方案。
