微電子器件鍵合強度(破壞性鍵合拉力試驗)檢測
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發布時間:2025-10-22 16:59:40 更新時間:2025-10-21 16:59:40
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作者:中科光析科學技術研究所檢測中心
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微電子器件的鍵合強度是衡量其封裝可靠性的關鍵指標之一,尤其在高密度、高性能的集成電路和半導體器件中,鍵合界面的機械穩定性直接關系到器件的長期工作壽命和抗環境應力能力。鍵合工藝通常涉及引線鍵合、倒裝芯片鍵合或晶圓級鍵合等多種技術,這些工藝形成的連接點(如金線、銅線或焊球與芯片焊盤或基板之間的界面)在熱循環、機械振動或沖擊等條件下容易發生失效。因此,通過破壞性鍵合拉力試驗進行強度檢測,能夠模擬極端負載情況,評估鍵合點的最大承載能力,從而優化工藝參數、預防早期故障,并確保產品符合設計規格。該檢測不僅應用于研發階段的工藝驗證,還廣泛用于生產質量控制和失效分析,是微電子制造業中不可或缺的一環。
破壞性鍵合拉力試驗主要聚焦于評估鍵合點的機械強度特性,具體檢測項目包括鍵合點的最大拉力強度、斷裂模式分析以及鍵合界面的失效機理。最大拉力強度指標反映了鍵合點所能承受的極限拉伸載荷,通常以牛頓(N)或克力(gf)為單位;斷裂模式分析則通過觀察測試后鍵合點的斷裂位置(如引線斷裂、界面剝離或焊盤抬起),判斷鍵合工藝的薄弱環節;失效機理檢測則結合微觀觀察(如掃描電子顯微鏡),識別界面污染、未鍵合或材料疲勞等因素。此外,對于多引線器件,還可能進行統計性抽樣測試,以評估鍵合強度的一致性和分散性。
進行破壞性鍵合拉力試驗的核心儀器是微力拉力測試機,該設備具備高精度載荷傳感器和位移控制系統,能夠以恒定速率施加拉伸力,并實時記錄力-位移曲線。測試機通常配備微型夾具,用于固定器件引線或焊球,避免附加應力干擾。輔助儀器包括顯微鏡或光學成像系統,用于預檢鍵合點位置和測試后觀察斷裂形貌;對于精細分析,可能使用掃描電子顯微鏡或能譜儀,以揭示界面微觀結構或元素分布。此外,環境模擬箱可用于在高溫或低溫條件下進行測試,評估溫度對鍵合強度的影響。
破壞性鍵合拉力試驗的典型方法始于樣品制備,將微電子器件固定在測試平臺上,并使用顯微鏡確認鍵合點位置。隨后,通過微力拉力測試機的夾具夾持鍵合引線或焊球,以預定的拉伸速率(如每分鐘幾毫米)施加單向拉力,直至鍵合點發生斷裂。測試過程中,系統自動記錄最大拉力和位移數據,生成力-位移曲線用于分析強度特性。測試后,立即使用光學或電子顯微鏡檢查斷裂面,分類斷裂模式(如韌性斷裂或脆性剝離),并結合能譜分析識別可能的污染或氧化問題。對于批量檢測,可采用自動化系統進行高通量測試,并通過統計分析計算平均強度和標準偏差,確保結果可靠性。
證書編號:241520345370
證書編號:CNAS L22006
證書編號:ISO9001-2024001

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