隨著集成電路封裝技術向高密度、高性能方向發展,鍵合線的可靠性問題日益成為影響封裝質量的關鍵因素。銀線、銅線以及各類合金鍵合線因其優異的導電性、導熱性和成本優勢,在IC封裝領域得到了廣泛應用。
然而,這些鍵合線在熱機械應力、電遷移等作用下可能出現斷裂、剝離等失效現象,直接影響器件的長期可靠性。本文科準測控小編將詳細介紹鍵合線失效分析的原理、測試標準、儀器特點及完整測試流程,助力企業解決封裝可靠性難題。
一、鍵合線失效分析原理
鍵合線失效機理主要涉及以下幾種模式:
機械斷裂失效:鍵合線在循環應力作用下產生疲勞裂紋并最終斷裂
界面剝離失效:鍵合線與焊盤間的金屬間化合物(IMC)層生長導致結合強度下降
頸縮斷裂失效:鍵合線在高溫下發生蠕變導致局部截面縮小而斷裂
腐蝕失效:環境因素導致鍵合線表面腐蝕而強度降低
推拉力測試通過模擬這些失效模式,定量評估鍵合線的機械可靠性。測試基本原理是:
鍵合強度 = 最大破壞力 / 鍵合接觸面積
二、測試標準
三、檢測設備
1、Alpha W260推拉力測試機
Alpha W260推拉力測試機是專為微電子封裝可靠性測試設計的高精度設備,特別適合紅外探測器芯片的測試需求:
1、設備特點
高精度:全量程采用自主研發的高精度數據采集系統,確保測試數據的準確性。
功能性:支持多種測試模式,如晶片推力測試、金球推力測試、金線拉力測試以及剪切力測試等。
操作便捷:配備專用軟件,操作簡單,支持多種數據輸出格式,能夠wan美匹配工廠的SPC網絡系統。
2、多功能測試能力
支持拉力/剪切/推力測試
模塊化設計靈活配置
3、智能化操作
自動數據采集
SPC統計分析
一鍵報告生成
4、安全可靠設計
獨立安全限位
自動模組識別
防誤撞保護
5、夾具系統
多種規格的剪切工具(適用于不同尺寸焊球)
鉤型拉力夾具
定制化夾具解決方案
四、測試流程
步驟一、樣品準備
按標準要求取樣(通常≥30個鍵合點)
清潔樣品表面污染物
定位標記待測鍵合點
步驟二、測試程序
剪切測試模式:
選擇合適剪切工具(通常為50μm刀口)
設置剪切高度(鍵合點高度+5μm)
以100-500μm/s速度推進至鍵合點破壞
步驟三、拉力測試模式
安裝匹配的拉力鉤具鉤住鍵合線弧頂
以0.1-10mm/min速度垂直拉伸至斷裂
步驟四、數據分析
原始數據篩選(剔除異常值)
Weibull分布分析
失效模式分類:
界面失效(低強度值)
線材斷裂(中等強度)
基板破壞(高強度值)
步驟五、報告生成
測試條件記錄(溫濕度、設備參數等)
統計結果(均值、標準差、CPK等)
失效模式比例分析
改進建議
五、典型失效案例分析
案例1:銅鍵合線高溫存儲后強度下降
現象:150℃/1000h后拉力值降低30%
分析:IMC層過度生長導致脆性斷裂
對策:優化退火工藝,控制IMC厚度<2μm
案例2:合金鍵合線批量剪切失效
現象:剪切強度離散度大(CPK<1.0)
分析:焊盤污染導致界面結合不良
對策:加強前清洗工藝,增加等離子處理
以上就是小編介紹的有關于IC封裝中銀線、銅線、合金線失效分析的相關內容了,希望可以給大家帶來幫助。如果您還對IC封裝中銀線、銅線、合金線失效分析方法、測試報告和測試項目,推拉力測試機怎么使用視頻和圖解,使用步驟及注意事項、作業指導書,原理、怎么校準和使用方法視頻,推拉力測試儀操作規范、使用方法和測試視頻,焊接強度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題感興趣,歡迎關注我們,也可以給我們私信和留言。【科準測控】小編將持續為大家分享推拉力測試機在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導體、BGA元件焊點、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領域應用中可能遇到的問題及解決方案。
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