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焊接強度測試儀如何助力冷/熱焊凸塊焊接質(zhì)量評估,一文詳解

科準(zhǔn)測控 ? 來源:科準(zhǔn)測控 ? 作者:科準(zhǔn)測控 ? 2025-02-20 11:29 ? 次閱讀
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半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域,冷焊和熱焊凸塊技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛,成為連接芯片與基板、實現(xiàn)電氣互連的關(guān)鍵技術(shù)。這些凸塊不僅承載著電信號的傳輸,還直接影響著整個封裝結(jié)構(gòu)的機械穩(wěn)定性和長期可靠性。因此,對冷焊和熱焊凸塊的鍵合質(zhì)量進行精確評估,是確保半導(dǎo)體器件高性能和高可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文科準(zhǔn)測控小編將介紹如何焊接強度測試儀進行冷/熱焊凸塊拉力測試。

一、常用試驗方法

1、引線拉力測試(Pull Test)
image.png

原理:在鍵合線上施加一個向上的拉力,使鍵合部從芯片表面被拉開,并對拉力的大小進行測量。

操作步驟:

準(zhǔn)備測試:將待測引線固定在測試設(shè)備上,確保拉鉤能夠穩(wěn)定勾住引線。

設(shè)置測試參數(shù):調(diào)整拉力施加點,使其位于內(nèi)外焊點的中間位置,并確保拉力方向垂直于焊點連線。

非破壞性測試:逐漸增加拉力,直至達(dá)到預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值,觀察引線和焊點,若在規(guī)定拉力下未發(fā)生斷裂或脫落,表明鍵合強度合格。

破壞性測試(如需要):繼續(xù)增加拉力,直至引線斷裂或焊點脫落,記錄此時的拉力值,該值為極限鍵合強度。

測試完成:輕輕移開拉鉤,取出測試樣品,并記錄測試結(jié)果。

2、鍵合剪切力測試(Shear Test):

原理:用一個平面的剪切刀(推刀),平行于焊盤向焊球施加推力,使焊球被剝離,此時的力即為鍵合剪切力。

應(yīng)用:主要用于評估金線球焊連接的可靠性,是生產(chǎn)過程中監(jiān)控生產(chǎn)能力和穩(wěn)定性的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)之一。

二、測試設(shè)備

Beta S100焊接強度測試儀
image.png

設(shè)備介紹:

多功能焊接強測試儀是用于為微電子引線鍵合后引線焊接強度測試、焊點與基板表面粘接力測試及其失效分析領(lǐng)域的專用動態(tài)測試儀器,常見的測試有晶片推力、金球推力、金線拉力等,采用高速力值采集系統(tǒng)。

特點:

廣泛應(yīng)用:適用于半導(dǎo)體封裝、LED封裝、軍工器件等多個領(lǐng)域,提供破壞性和非破壞性測試。

模塊化設(shè)計:插拔式模塊,更換便捷,自動識別,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,軟件功能強大,操作簡易。

豐富功能:CPK分析、Mac系統(tǒng)、權(quán)限分配、外接攝像機等。

三、測試條件

鍵合拉脫測試:通常用于測量器件封裝的外部鍵合。在引線或外引線以及布線板或基板之間,以90°角度施加拉力,記錄失效時的力的大小和分離模式。

引線拉力測試(單個鍵合點):應(yīng)用于測量器件的芯片或基板與引線框架上的內(nèi)部鍵合。引線被切斷,使其兩端都能進行拉力試驗,施加的拉力大致垂直于芯片表面或基板。

引線拉力測試(雙鍵合點):與單個鍵合點測試類似,但在引線下方插入鉤子夾緊器件,在引線中跨和頂部之間施加拉力,避免引線產(chǎn)生不利變形。

鍵合剪切力測試(倒裝焊):用于半導(dǎo)體芯片與基板之間的面鍵合結(jié)構(gòu)連接的內(nèi)部鍵合。使用工具或劈刀在芯片或載體上施加剪切力,記錄失效時的力的大小和分離模式。

四、使用方法

1、設(shè)備與配件檢查:檢查推拉力測試機及其所有配件,確保設(shè)備完整且功能正常。確認(rèn)測試機、推刀(或鉤針)和夾具等關(guān)鍵部件均已完成校準(zhǔn),以確保測試結(jié)果的精確性。

2、模塊安裝與電源連接:將待測試的模塊正確安裝到推拉力測試機上。連接電源,并啟動測試機,等待系統(tǒng)自檢和模塊初始化完成。

3、推刀(或鉤針)的安裝與校準(zhǔn):根據(jù)測試的具體需求,選擇適合的推刀。將推刀安裝到推拉力測試機的指定位置,并進行牢固鎖定,以保證測試的精確度。

4、測試夾具固定:將電子元器件精確地放置在測試夾具中,并確保其位置正確。將夾具安裝到測試機的工作臺上,并使用固定螺絲將其緊固,模擬實際使用中的固定狀態(tài)。

5、測試參數(shù)的設(shè)定:在測試機的軟件界面上輸入必要的測試參數(shù),包括但不限于測試方法、傳感器選擇、測試速度、目標(biāo)力值、剪切高度和測試次數(shù)。

6、測試執(zhí)行:在顯微鏡下確認(rèn)電子元器件和推刀(或鉤針)的相對位置正確無誤。啟動測試程序,密切監(jiān)視測試過程中的動作,確保一切按照設(shè)定的參數(shù)進行。

以上就是小編介紹的有關(guān)于冷/熱焊凸塊拉力測試相關(guān)內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)韼椭?!如果您還想了解更多關(guān)于Beta S100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(yè)指導(dǎo)書,原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻,推拉力測試儀操作規(guī)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,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機在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點、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。

審核編輯 黃宇

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