半導體封裝完成Wire Bond鍵合后，顯微鏡下看到鍵合線連接完整，并不代表鍵合強度一定滿足要求。鍵合點結合不足、引線連接異常等問題，最終還需要通過實際的機械載荷測試進行驗證。

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那么，鍵合線能承受多大的拉力？鍵合點發生失效時，是引線本體斷裂，還是鍵合界面脫離？本文科準測控小編結合MIL-STD-883標準及Alpha-W260自動推拉力測試機，從測試原理、測試標準、測試設備及測試步驟幾個方面，為大家介紹半導體鍵合強度及Wire Pull鍵合線拉力測試方法。

一、測試原理

MIL-STD-883鍵合強度測試的基本原理，是對微電子器件內部或外部的鍵合結構施加規定方向的機械載荷，通過測量失效時的力值，并觀察失效位置，對鍵合機械強度進行評價。

根據不同的鍵合結構，加載方式并不全相同。

標準中涉及的主要試驗條件包括：

二、測試標準

測試主要參考MIL-STD-883中的Method 2011 — Bond Strength，該方法主要用于測量微電子器件內部及外部的鍵合強度，可以用于評價鍵合強度分布，或者確定鍵合強度是否達到相應要求。其測試對象包括采用低溫焊、熱壓焊、超聲焊等方法形成的微電子鍵合結構。

三、測試設備

科準測控 Alpha-W260自動推拉力測試機。

該設備符合標準要求，針對不同鍵合結構，可根據具體測試項目配置相應的力值模塊、Wire Pull拉鉤、剪切推刀及樣品固定工裝。

四、測試步驟

下面以MIL-STD-883中較典型的 Wire Pull雙鍵合點引線拉力測試為例介紹測試過程。

1. 準備測試樣品

準備待測微電子器件，并確保目標鍵合線能夠正常觀察和測試。

如果測試封裝內部鍵合線，需要保證拉鉤能夠進入線弧下方。

2. 固定樣品

將測試樣品安裝到Alpha-W260自動推拉力測試機工作平臺或相應工裝上。

測試過程中樣品應保持穩定，避免樣品移動導致實際加載方向發生變化。

3. 選擇測試工具

根據鍵合線直徑、線弧尺寸及預計拉力范圍，選擇相應的Wire Pull微型拉鉤及力值模塊。

拉鉤尺寸需要與實際線弧空間匹配，避免在定位過程中碰觸其他鍵合線或器件結構。

4. 顯微定位

通過顯微系統找到需要測試的目標鍵合線。

控制拉鉤進入鍵合線下方，并移動至大約兩個鍵合點之間的中央位置。

5. 調整加載方向

按照標準規定調整測試位置。

對于雙鍵合點引線拉力測試，拉力方向應大致垂直于芯片或基片表面，并與兩個鍵合點之間的直線大致垂直。

如果兩個鍵合點不在同一水平面，則還需要根據具體結構考慮加載幾何關系。

6. 開始Wire Pull測試

啟動設備，拉鉤沿規定方向逐漸向上加載。

隨著拉鉤運動，鍵合線及兩端鍵合區域承受的拉力不斷增加，直到出現鍵合線斷裂、鍵合點脫離或其他規定失效。

設備記錄失效時對應的力值。

7. 觀察失效位置

完成測試后，通過顯微系統觀察鍵合線及鍵合區域的實際失效位置。

標準中涉及的典型失效情況包括：

頸縮點處引線斷裂、非頸縮位置引線斷裂、芯片鍵合界面失效、基片或封裝引線鍵合界面失效、金屬化層浮起、芯片破裂以及基片破裂等。

因此，同樣的Wire Pull拉力值，可能對應不同失效狀態。

8. 記錄并分析結果

記錄每個測試點對應的鍵合拉力、測試位置及失效類別。

再根據引線材料、直徑、試驗條件及相應要求，對測試結果進行判定。

如果進行多點或多樣品測試，還可以進一步比較不同位置及不同批次之間的鍵合強度分布情況。

以上就是科準測控小編為您介紹的 MIL-STD-883鍵合強度測試及Wire Pull鍵合線拉力測試方法。如果您對MIL-STD-883測試、Wire Pull鍵合線拉力、倒裝芯片剪切、鍵合失效模式分析、Alpha-W260自動推拉力測試機操作或半導體推拉力測試方案等方面有疑問和測試需求，歡迎聯系科準測控，獲取免費的技術支持及測試方案。