近期，小編收到不少半導(dǎo)體行業(yè)客戶的咨詢，大多都是咨詢集成電路芯片的封裝與測(cè)試。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，集成電路芯片正朝著更高集成度、更小尺寸和更復(fù)雜封裝結(jié)構(gòu)的方向演進(jìn)。在這一背景下，封裝可靠性測(cè)試作為確保芯片性能穩(wěn)定性和使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性日益凸顯。

推拉力測(cè)試作為評(píng)估芯片封裝機(jī)械性能的核心手段，能夠有效檢測(cè)焊點(diǎn)、鍵合線等關(guān)鍵連接部位的強(qiáng)度特性。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將圍繞Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)在集成電路芯片封裝測(cè)試中的應(yīng)用，系統(tǒng)介紹其測(cè)試原理、檢測(cè)儀器及標(biāo)準(zhǔn)操作流程，為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員提供實(shí)用參考。

一、推拉力測(cè)試原理

（一）推拉力測(cè)試是評(píng)估集成電路封裝可靠性的重要力學(xué)測(cè)試方法，主要通過(guò)施加精確控制的推力或拉力來(lái)測(cè)量芯片封裝中各連接部位的機(jī)械強(qiáng)度：

a、焊球剪切測(cè)試原理：通過(guò)水平推刀以恒定速度對(duì)BGA/CSP封裝焊球施加推力，測(cè)量焊球與焊盤分離時(shí)的最大剪切力，評(píng)估焊球焊接可靠性

b、鍵合拉力測(cè)試原理：使用微型鉤針垂直向上拉動(dòng)鍵合線，測(cè)量鍵合線與芯片焊盤或引線框架分離時(shí)的拉力值，評(píng)估鍵合強(qiáng)度

c、芯片推力測(cè)試原理：對(duì)裸芯片表面施加垂直推力，測(cè)量芯片與基板分離時(shí)的推力值，評(píng)估貼片粘接強(qiáng)度

（二）測(cè)試過(guò)程中，設(shè)備實(shí)時(shí)記錄力-位移曲線，通過(guò)分析曲線特征點(diǎn)可獲取以下關(guān)鍵參數(shù)：

a、最大破壞力（Fmax）

b、斷裂能量（Area under curve）

c、破壞模式（界面斷裂、焊球斷裂等）

二、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系

1、國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)

JESD22-B117：半導(dǎo)體器件鍵合拉力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法

IPC/JEDEC-9704：印制板組件焊球剪切測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

MIL-STD-883H 方法2024：微電子器件鍵合強(qiáng)度測(cè)試方法

2、行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 4937-2012：半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法

GJB 548B-2005：微電子器件試驗(yàn)方法和程序

三、檢測(cè)儀器

1、Beta S100推拉力測(cè)試機(jī)

2、試驗(yàn)條件

a、鍵合測(cè)試模塊：配備1gf-500gf微型力傳感器，適用于25-50μm細(xì)線測(cè)試

b、焊球測(cè)試模塊：專用剪切工具組，支持50μm-1mm焊球測(cè)試

c、芯片測(cè)試模塊：大面積平推頭，最大支持20×20mm芯片測(cè)試

四、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程

步驟一、樣品準(zhǔn)備

確認(rèn)封裝類型（如BGA、QFN等）及測(cè)試點(diǎn)位置；

清潔樣品表面，避免污染影響測(cè)試精度。

步驟二、設(shè)備設(shè)置

安裝對(duì)應(yīng)夾具（剪切刀/鉤針/平推頭）；

選擇力值傳感器（如1gf~50kgf范圍）；

設(shè)置測(cè)試參數(shù)（速度、剪切高度、觸發(fā)閾值等）。

步驟三、定位與校準(zhǔn)

使用高清攝像頭定位測(cè)試點(diǎn)（精度±2μm）；

執(zhí)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，消除機(jī)械間隙誤差。

步驟四、執(zhí)行測(cè)試

自動(dòng)接觸樣品并施加推力/拉力；

實(shí)時(shí)記錄力-位移曲線，捕捉斷裂峰值；

自動(dòng)判定破壞模式（界面斷裂、焊球斷裂等）。

步驟五、數(shù)據(jù)分析

導(dǎo)出最大力值（Fmax）、位移等關(guān)鍵數(shù)據(jù)；

生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告（CPK、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等）。

步驟六、結(jié)果驗(yàn)證

對(duì)比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如JESD22-B117）；

異常數(shù)據(jù)復(fù)測(cè)，確保結(jié)果可靠性。

五、典型應(yīng)用案例分析

QFN封裝鍵合拉力測(cè)試優(yōu)化：

某功率器件生產(chǎn)企業(yè)使用Beta S100對(duì)QFN-48封裝進(jìn)行金線鍵合測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)：

初始CPK僅1.12（低于1.33要求）

破壞模式分析顯示60%為界面斷裂

通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)反推工藝參數(shù)：

調(diào)整鍵合溫度從160℃→175℃

優(yōu)化超聲功率（從60mW→72mW）

實(shí)施后CPK提升至1.58，界面斷裂降至15%以下

以上就是小編介紹的有關(guān)集成電路芯片的封裝與測(cè)試相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)?lái)幫助！如果您還想了解更多關(guān)于集成電路芯片的封裝與測(cè)試方法、論文和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，推拉力測(cè)試機(jī)怎么使用，工作原理、杠桿如何校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測(cè)試儀操作規(guī)范、使用方法和測(cè)試視頻，焊接強(qiáng)度測(cè)試儀使用方法和鍵合拉力測(cè)試儀等問(wèn)題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，【科準(zhǔn)測(cè)控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測(cè)試機(jī)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(wèn)題及解決方案。

審核編輯 黃宇