一枚芯片從晶圓到成品，要經(jīng)歷上百道工序。而其中最容易出問(wèn)題、也最容易被忽視的地方，就是封裝環(huán)節(jié)中那些微米級(jí)的連接點(diǎn)：金線是否焊牢？錫球是否穩(wěn)固？芯片與基板的粘接是否可靠？這些問(wèn)題，肉眼無(wú)法看到，常規(guī)電測(cè)也測(cè)不出來(lái)。必須要用推拉力測(cè)試機(jī)給這些“微觀連接點(diǎn)"做檢測(cè)。

今天科準(zhǔn)測(cè)控小編就結(jié)合行業(yè)實(shí)際應(yīng)用，以Alpha-W260推拉力測(cè)試機(jī)為例，為大家梳理推拉力測(cè)試機(jī)在半導(dǎo)體封測(cè)中的六大典型應(yīng)用場(chǎng)景，為有實(shí)際需求的讀者提供參考。

一、焊線拉力測(cè)試（Wire Pull Test）

引線鍵合是半導(dǎo)體封裝中最主流的互連方式。一根金線的直徑可能只有25微米（約頭發(fā)絲的1/3），但它要承載電氣信號(hào)傳輸，還要經(jīng)受塑封、回流焊、溫度循環(huán)等工藝考驗(yàn)。如果鍵合強(qiáng)度不足，很容易出現(xiàn)斷線、脫焊，導(dǎo)致芯片開(kāi)路失效。

通過(guò)推拉力測(cè)試機(jī)鉤針鉤住鍵合線，垂直向上施加拉力，直到線拉斷或從焊點(diǎn)脫開(kāi)，記錄最大拉力值。由此可以檢測(cè)金線、鋁線、銅線與芯片焊盤(pán)或引線框架之間的鍵合強(qiáng)度。

典型標(biāo)準(zhǔn)：MIL-STD-883、JEDEC JESD22-B116

二、錫球/金球剪切力測(cè)試（Ball Shear Test）

在倒裝芯片和BGA封裝中，錫球承擔(dān)著芯片與基板之間全部的電氣和機(jī)械連接。如果錫球與焊盤(pán)的結(jié)合不牢，在回流焊或使用過(guò)程中就可能出現(xiàn)虛焊、掉球，造成整機(jī)故障。

利用推拉力測(cè)試機(jī)推刀水平推動(dòng)錫球，測(cè)量將其從焊盤(pán)上推掉所需的力。通過(guò)力值大小和斷裂模式（是內(nèi)聚斷裂還是界面斷裂），可以判斷焊盤(pán)表面處理質(zhì)量、回流焊工藝是否達(dá)標(biāo)。在BGA、CSP等封裝形式中，經(jīng)常用推拉力測(cè)試機(jī)來(lái)檢測(cè)錫球或金球凸點(diǎn)與焊盤(pán)之間的剪切強(qiáng)度。

典型標(biāo)準(zhǔn)：JEDEC JESD22-B117

三、芯片推力測(cè)試（Die Shear Test）

芯片貼裝（Die Attach）時(shí)，要使用粘接材料（如銀膠、環(huán)氧樹(shù)脂、焊料等）把芯片牢牢固定。如果粘接強(qiáng)度不足，芯片可能在震動(dòng)、跌落或溫度變化中移位、脫落，或者因熱阻增大而過(guò)熱燒毀。

推拉力測(cè)試機(jī)用一個(gè)寬推刀水平推動(dòng)芯片側(cè)面，檢測(cè)芯片背面與基板、引線框架或散熱片之間的粘接強(qiáng)度。測(cè)量將芯片從基板上推離所需的力。以剪切力值來(lái)判斷膠層厚度均勻性、固化工藝是否到位。

典型應(yīng)用：功率器件、IGBT模塊、多芯片封裝

四、凸點(diǎn)拉力測(cè)試（Bump Pull Test）

在晶圓級(jí)封裝（WLP）中，推拉力測(cè)試機(jī)常用來(lái)檢測(cè)銅柱凸點(diǎn)或焊料凸點(diǎn)與芯片之間的結(jié)合強(qiáng)度。晶圓級(jí)封裝直接在芯片上制作凸點(diǎn)，沒(méi)有基板作為緩沖。凸點(diǎn)既要承受后續(xù)貼裝的壓力，還要在熱循環(huán)中保持良好的可靠性。如果結(jié)合強(qiáng)度不足，凸點(diǎn)可能整顆脫落，造成報(bào)廢。凸點(diǎn)拉力測(cè)試類似于焊線拉力測(cè)試，但鉤針需要更精密地鉤住微小凸點(diǎn)進(jìn)行垂直拉伸。

五、推球測(cè)試（Push Ball Test）

在大型BGA封裝中，錫球數(shù)量可達(dá)數(shù)百甚至上千顆。不同位置的錫球在回流焊時(shí)受熱可能不均勻，角落或邊緣的錫球更容易出現(xiàn)問(wèn)題。與錫球剪切類似，推球測(cè)試更側(cè)重對(duì)球柵陣列中特定位置錫球進(jìn)行針對(duì)性檢測(cè)，以此來(lái)評(píng)估整批產(chǎn)品的焊點(diǎn)質(zhì)量。原理與剪切測(cè)試相同，但可以根據(jù)需要選擇不同尺寸的推刀，匹配不同直徑的錫球。

六、鐳射撕力測(cè)試與矢量拉力測(cè)試

鐳射撕力測(cè)試：針對(duì)采用激光輔助鍵合等新工藝的連接點(diǎn)，評(píng)估其在不同方向受力下的表現(xiàn)，適用于先進(jìn)封裝研發(fā)階段。

矢量拉力測(cè)試：可以設(shè)定多角度、多方向的拉力路徑，模擬芯片在實(shí)際使用中受到的復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境，常用于失效分析和可靠性評(píng)估。

這兩項(xiàng)測(cè)試雖然不如前幾類普及，但在gaoduan芯片研發(fā)、航空航天電子、軍工器件等領(lǐng)域，往往是區(qū)分“能用"和“可靠"的分水嶺。

一張表看懂：六大測(cè)試場(chǎng)景對(duì)比

推拉力測(cè)試機(jī)幾乎覆蓋了半導(dǎo)體封裝中所有需要量化強(qiáng)度的測(cè)試場(chǎng)景，流程涵蓋工藝開(kāi)發(fā)階段、批量生產(chǎn)階段及失效分析階段。Alpha-W260推拉力測(cè)試機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，無(wú)論是芯片推拉力測(cè)試、金球剪切力測(cè)試，還是焊線拉力測(cè)試，一臺(tái)設(shè)備就可以完成，切換方便、數(shù)據(jù)可追溯、符合MIL-STD-883及AEC-Q100等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。以上就是科準(zhǔn)測(cè)控小編為您介紹的關(guān)于推拉力測(cè)試機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)您有幫助。如果您也是從事半導(dǎo)體封裝，汽車電子或PCBA制造，想了解推拉力測(cè)試機(jī)怎么使用，或需要獲取推拉力測(cè)試機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范及設(shè)備報(bào)價(jià)，歡迎留言咨詢或私信聯(lián)系我們——我們可免費(fèi)提供技術(shù)方案與樣品實(shí)測(cè)服務(wù)。