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半導體分立器件芯片粘附強度檢測

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發布時間：2025-10-22 17:54:03 更新時間：2025-10-21 17:54:04

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

半導體分立器件芯片粘附強度檢測

半導體分立器件芯片粘附強度檢測是半導體制造和封裝過程中的關鍵質量控制環節，它直接關系到器件的可靠性、穩定性和長期使用壽命。芯片與基板或引線框架之間的粘附強度不足可能導致器件在熱循環、機械應力或環境變化下發生分層、開裂或電氣性能失效，嚴重時甚至引發整個系統故障。因此，在芯片封裝工藝中，必須通過嚴格的粘附強度測試來確保粘接界面的完整性。這一檢測不僅應用于傳統的功率器件、二極管和晶體管等分立器件，還廣泛覆蓋新興的寬禁帶半導體如碳化硅和氮化鎵器件。檢測過程需在潔凈環境下進行，以避免污染物影響粘附界面，同時要根據芯片尺寸、粘接材料特性及封裝形式選擇合適的檢測方法和儀器。

檢測項目

半導體分立器件芯片粘附強度檢測主要包括以下幾項關鍵內容：芯片與基板之間的剪切強度測試，用于評估粘接層在平行于界面方向的承載能力；芯片與引線框架的剝離強度檢測，重點分析垂直方向的粘附性能；熱循環后的粘附強度變化測試，模擬器件在溫度變化下的耐久性；以及環境試驗后的界面完整性檢查，如濕度、鹽霧等條件下粘附強度的穩定性。此外，還包括粘接層厚度均勻性評估和界面缺陷檢測，這些項目共同確保芯片粘附滿足高可靠性要求。

檢測儀器

用于半導體分立器件芯片粘附強度檢測的儀器種類多樣，主要包括微力測試機，該設備可精確施加剪切或拉伸載荷，并實時記錄力-位移曲線；熱循環試驗箱，用于模擬溫度變化對粘附強度的影響；掃描聲學顯微鏡，能夠無損檢測粘接界面的分層或空洞缺陷；以及光學顯微鏡或電子顯微鏡，用于觀察粘接后的界面形貌和測量粘接層厚度。這些儀器通常具備高精度傳感器和自動化控制系統，以確保檢測結果的重復性和準確性。

檢測方法

半導體分立器件芯片粘附強度的檢測方法多樣，常見的有剪切測試法，通過施加平行于粘接面的力直至芯片脫落，從而計算剪切強度；剝離測試法，適用于柔性粘接材料，通過垂直拉拔評估粘附韌性；推球測試法，使用球形壓頭對芯片施壓，觀察界面失效模式；以及非破壞性檢測方法如超聲波成像，可在不損傷器件的前提下評估粘接質量。檢測時需控制加載速率、溫度和環境條件，并對結果進行統計分析，以識別工藝偏差或材料問題。