在微電子封裝領(lǐng)域，集成電路（IC）芯片與外部電路之間的電氣互連主要依靠細(xì)金屬引線鍵合技術(shù)完成。其中，金絲球鍵合工藝因其優(yōu)異的導(dǎo)電性、抗氧化性和成熟的工藝基礎(chǔ)，被廣泛應(yīng)用于高可靠性領(lǐng)域，如航空航天、軍事電子、醫(yī)療設(shè)備及gao端汽車電子等。

因此，在金鋁鍵合產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及質(zhì)量監(jiān)控環(huán)節(jié)，對(duì)鍵合點(diǎn)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確且無損的可靠性評(píng)估至關(guān)重要。非破壞性鍵合拉力測試（NDPT）作為一種高效的工藝監(jiān)控手段，能夠在不對(duì)器件造成物理損傷的前提下，有效篩選出強(qiáng)度不足的弱鍵合點(diǎn)，從而確保產(chǎn)品的長期可靠性。

本文科準(zhǔn)測控小編旨在依據(jù)相關(guān)jun用標(biāo)準(zhǔn)，利用推拉力測試機(jī)對(duì)某型芯片的金鋁鍵合點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性非破壞性拉力測試，以評(píng)估其工藝穩(wěn)定性與產(chǎn)品可靠性。

一、測試原理

非破壞性鍵合拉力測試（Non-Destructive Pull Test, NDPT）的核心原理是：對(duì)鍵合引線施加一個(gè)預(yù)先設(shè)定的、低于標(biāo)準(zhǔn)破壞性拉力最小值的靜態(tài)拉力，并保持短暫時(shí)間。這個(gè)預(yù)設(shè)的拉力值（Proof Test Load）通常根據(jù)引線直徑、鍵合工藝成熟度和產(chǎn)品可靠性要求來確定。

合格判定：如果鍵合點(diǎn)能夠承受該拉力而不發(fā)生斷裂或脫開，則表明該焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度滿足zui低要求，被判為合格。

不合格判定：如果在施加該拉力的過程中，引線從焊點(diǎn)（通常是芯片側(cè)的球焊點(diǎn)）被拉脫，則說明該焊點(diǎn)界面存在缺陷（如IMC過厚、鍵合不牢、污染等）或強(qiáng)度不足，立即被判定為不合格。

二、測試標(biāo)準(zhǔn)

本次試驗(yàn)嚴(yán)格遵循 GJB548B-2005《微電子器件試驗(yàn)方法和程序》 中的 方法2023.2“非破壞性鍵合拉力試驗(yàn)"。

三、測試設(shè)備

1、Alpha W260 推拉力測試機(jī)

Alpha W260是一款高精度、全自動(dòng)的引線鍵合強(qiáng)度測試系統(tǒng)，專為芯片鍵合球的剪切力測試和引線的拉力測試而設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵性能：

精度傳感器：提供ji高的力值測量分辨率與精度，確保非破壞性測試中小力值的準(zhǔn)確施加與判斷。

精確定位系統(tǒng)：配備高性能光學(xué)顯微鏡和精密移動(dòng)平臺(tái)，可快速精準(zhǔn)地定位到每一條待測引線。

人性化軟件：內(nèi)置測試程序編輯器，可輕松設(shè)置測試參數(shù)（如拉力值、速度、保持時(shí)間），并自動(dòng)記錄、統(tǒng)計(jì)和輸出測試結(jié)果。

合規(guī)性：設(shè)備設(shè)計(jì)wan全符合MIL-STD-883、GJB548等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2、鉤針

由高強(qiáng)度鎢鋼或碳化鎢材料制成，具有不同的直徑和角度（如45°，90°），需根據(jù)鍵合線的線徑和弧高進(jìn)行選擇。鉤針必須保持光滑、無毛刺，以免提前損傷鍵合線。

3、工裝夾具

四、測試樣品信息

芯片：尺寸 4565 μm × 4565 μm

芯片焊盤：

尺寸：69.8 μm × 69.8 μm

最小間距：20 μm

材質(zhì)及厚度：鋁（Al），厚度 3 μm

鍵合絲：直徑 25 μm，純度 99.99% 的金絲（Au）

鍵合工藝：熱超聲金絲球鍵合（TSB）

樣品數(shù)量：60個(gè)

每樣品鍵合點(diǎn)數(shù)：184根引線

五、測試流程

1、參數(shù)設(shè)置：在Alpha W260測試軟件中，依據(jù)GJB548B-2005方法2023.2和引線直徑，將非破壞性拉力值設(shè)定為 2.4 gf。同時(shí)設(shè)置合適的鉤針提升速度、保持時(shí)間等參數(shù)。

2、樣品安裝：將待測樣品牢固地固定在測試機(jī)的夾具平臺(tái)上。

3、鉤針定位：在顯微鏡下，使用精細(xì)的鉤針（通常為鎢鋼針）小心地伸入待測引線的弧線下部，確保鉤針與引線接觸，而不觸碰芯片表面或其它相鄰引線。

4、施力測試：啟動(dòng)測試程序。鉤針以恒定速度垂直向上提升，對(duì)引線施加一個(gè)逐漸增大的拉力，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的2.4 gf目標(biāo)值并保持短暫時(shí)間（通常約100ms）。

5、結(jié)果判斷：

通過：引線未被拉脫，拉力曲線平穩(wěn)達(dá)到預(yù)設(shè)值并成功保持。設(shè)備記錄該點(diǎn)為“Pass"。

不通過：在施加拉力過程中，引線從芯片焊點(diǎn)界面斷裂或被wan全拉脫。設(shè)備會(huì)記錄該點(diǎn)為“Fail"，并立即停止對(duì)該引線的測試。

循環(huán)測試：移動(dòng)平臺(tái)或鉤針，按預(yù)定模式對(duì)樣品上的所有184根引線依次進(jìn)行測試。

6、數(shù)據(jù)記錄與分析：測試完成后，軟件自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告，包括總測試點(diǎn)數(shù)、通過率、失效點(diǎn)位置等。記錄每個(gè)樣品的最終狀態(tài)。

7、終止條件：按照要求，當(dāng)所有試驗(yàn)分組中的樣品均發(fā)生至少一個(gè)鍵合焊點(diǎn)拉脫（即被判為不合格）時(shí)，試驗(yàn)終止，并據(jù)此評(píng)估該批鍵合工藝的整體可靠性。

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