最近，小編收到客戶咨詢，想進(jìn)行晶圓級封裝芯片剪切強(qiáng)度測試，該用什么設(shè)備？工藝研究中，采用推拉力測試儀進(jìn)行剪切強(qiáng)度測試確定合適的點(diǎn)膠工藝參數(shù)。當(dāng)膠層厚度控制在30um左右時(shí)，剪切強(qiáng)度達(dá)到25.73MPa;具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，可用于晶圓級封裝中功率芯片的粘接。
隨著射頻微系統(tǒng)技術(shù)在信息技術(shù)、生物醫(yī)療、工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對更高集成度、更高性能、更高工作頻率以及更低成本的多通道多功能器件的需求日益迫切。傳統(tǒng)器件由于其物理極限難以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的突破，因此在封裝層面提高器件的集成度變得尤為重要。
什么是晶圓級封裝？
晶圓級封裝（WLP）作為一種先進(jìn)的封裝技術(shù)，通過硅通孔（TSV）技術(shù)制造硅基轉(zhuǎn)接板，再集成GaN、GaAs等化合物多功能芯片和SiCMOS控制芯片，將化合物芯片、SiCMOS芯片與TSV轉(zhuǎn)接板進(jìn)行三維堆疊。這種技術(shù)是促進(jìn)射頻微系統(tǒng)器件低成本、小型化與智能化發(fā)展的重要途徑。
一、檢測原理
在晶圓級封裝芯片的剪切強(qiáng)度測試中，檢測原理主要基于對封裝結(jié)構(gòu)施加剪切力，通過測量其失效時(shí)的力值來評估封裝的機(jī)械強(qiáng)度和可靠性。具體而言，使用推拉力測試儀（如Beta S100）對芯片施加垂直于芯片表面的剪切力，直至封裝結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞或分離。測試過程中，設(shè)備會實(shí)時(shí)記錄力值和位移的變化，最終通過分析失效時(shí)的最大剪切力值來確定封裝的剪切強(qiáng)度。這一檢測原理不僅能夠直觀反映封裝結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，還能為優(yōu)化封裝工藝提供重要依據(jù)，確保封裝在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性。
二、常用檢測設(shè)備
Beta S100推拉力測試機(jī)
a、設(shè)備介紹
多功能焊接強(qiáng)度測試儀，適用于微電子引線鍵合后引線焊接強(qiáng)度測試、焊點(diǎn)與基板表面粘接力測試及其失效分析。該儀器能夠執(zhí)行多種測試，如晶片推力測試、金球推力測試和金線拉力測試，配備有高速力值采集系統(tǒng)，以確保測試的精確性。
b、產(chǎn)品特點(diǎn)
廣泛應(yīng)用：適用于半導(dǎo)體封裝、LED封裝、 器件等多個(gè)領(lǐng)域，提供破壞性和非破壞性測試。
模塊化設(shè)計(jì)：插拔式模塊，更換便捷，自動(dòng)識別，多量程選擇，精度高。
高精度測量：配備專業(yè)砝碼箱，顯微鏡可調(diào)節(jié)，行程精度高。
多樣化夾具：全品類夾具，360°調(diào)節(jié)，多種鉤針和推刀。
便捷操作：雙搖桿設(shè)計(jì)，軟件功能強(qiáng)大，操作簡易。
豐富功能：CPK分析、Mac系統(tǒng)、權(quán)限分配、外接攝像機(jī)等。
三、測試流程
步驟一、設(shè)備校準(zhǔn)
確保Beta S100推拉力測試機(jī)已校準(zhǔn)，負(fù)載單元的最大負(fù)載能力不小于凸點(diǎn)最大剪切力的1.1倍。
檢查測試機(jī)、推刀（或鉤針）和夾具等關(guān)鍵部件是否已完成校準(zhǔn)，以保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
步驟二、樣品安裝
將待測試的晶圓級封裝芯片固定在測試夾具中，確保位置正確。
使用合適的夾具將樣品固定在測試機(jī)的工作臺上，并用固定螺絲緊固，模擬實(shí)際使用中的固定狀態(tài)。
步驟三、測試執(zhí)行
根據(jù)測試需求選擇合適的推刀或剪切工具，并將其安裝到測試機(jī)的zhi定位置。
在顯微鏡輔助下確認(rèn)芯片與推刀的相對位置正確，確保推刀能夠準(zhǔn)確施加剪切力。
啟動(dòng)測試程序，對芯片施加剪切力，記錄失效時(shí)的力值和分離模式。
步驟四、數(shù)據(jù)分析
測試結(jié)束后，觀察芯片的損壞情況，進(jìn)行失效分析。
根據(jù)測試結(jié)果，評估封裝芯片的剪切強(qiáng)度性能。若需要，調(diào)整測試參數(shù)并重新進(jìn)行測試以驗(yàn)證改進(jìn)效果。
四、點(diǎn)膠工藝參數(shù)優(yōu)化
在晶圓級封裝中，點(diǎn)膠工藝對封裝質(zhì)量和可靠性至關(guān)重要。通過使用Beta S100推拉力測試機(jī)進(jìn)行剪切強(qiáng)度測試，可以確定合適的點(diǎn)膠工藝參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膠層厚度控制在30μm左右時(shí)，剪切強(qiáng)度可達(dá)到25.73 MPa，表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性和可靠性。這一結(jié)果表明，優(yōu)化后的點(diǎn)膠工藝能夠顯著提升封裝的機(jī)械性能，滿足功率器件在晶圓級封裝中的應(yīng)用需求。
以上就是小編介紹的有關(guān)于晶圓級封裝芯片剪切強(qiáng)度測試相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于Beta S100推拉力測試儀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，原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測試機(jī)杠桿如何校準(zhǔn)、怎么使用、原理和使用方法視頻，焊接強(qiáng)度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，【科準(zhǔn)測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試儀在鋰電池電阻、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)用中可能遇到的問題及解決方案。
