一、什么是彈坑？

彈坑，是一種由引線鍵合引發(fā)的隱蔽損傷。它通常表現(xiàn)為鍵合焊盤下方的半導(dǎo)體材料出現(xiàn)裂紋、孔洞，甚至局部剝落。嚴(yán)重時(shí)，焊盤下的材料會(huì)碎裂，斷片粘在引線上，就像從地面“挖”出一塊碎片。比較麻煩的是，很多時(shí)候這種損傷肉眼不可見，卻會(huì)悄悄降低器件性能，甚至被誤判為電路本身的電學(xué)問題。

圖中所示為鍵合焊盤彈坑區(qū)域的SEM照片，圖中可見斷片仍粘附在球形焊點(diǎn)上，該彈坑出現(xiàn)在焊球-剪切測(cè)試的過程中。

二、引發(fā)彈坑的原因及解決方案

彈坑的形成通常是材料、設(shè)備、工藝三者共同作用的結(jié)果，下表總結(jié)了引發(fā)彈坑的原因及其解決方案：

三、顯性彈坑與隱性彈坑

彈坑并不總是顯而易見。根據(jù)損傷程度，它可以分為兩類：

顯性彈坑：鍵合點(diǎn)下方出現(xiàn)明顯孔洞或碎片，常在剪切測(cè)試中暴露。

隱性損傷：裂紋或微損傷藏在焊點(diǎn)下方，只有在電性能測(cè)試、熱循環(huán)或化學(xué)腐蝕后才能顯現(xiàn)。

研究發(fā)現(xiàn)，最嚴(yán)重的損傷往往出現(xiàn)在鍵合點(diǎn)的邊緣，而不是中心。這與傳統(tǒng)的Hertz 接觸壓力模型預(yù)測(cè)的“中心萌生”恰恰相反。真正的元兇，是超聲能量，而不是單純的機(jī)械壓力。

四、如何發(fā)現(xiàn)彈坑？

彈坑之所以成為行業(yè)難題，關(guān)鍵就在于它的隱蔽性和隨機(jī)性。輕微的損傷不會(huì)立即導(dǎo)致開路或短路，卻會(huì)在后續(xù)工藝或使用中逐漸惡化，而小比例的出現(xiàn)方式，更要求檢測(cè)系統(tǒng)具備統(tǒng)計(jì)處理大量數(shù)據(jù)的能力?？茰?zhǔn)測(cè)控推拉力測(cè)試機(jī)能夠通過以下方式精準(zhǔn)識(shí)別彈坑風(fēng)險(xiǎn)：

五、如何避免彈坑？

避免彈坑，需要進(jìn)行系統(tǒng)性的優(yōu)化：

材料匹配：根據(jù)芯片材質(zhì)選擇合適的引線材料和焊盤結(jié)構(gòu)

參數(shù)精細(xì)化：通過DOE優(yōu)化超聲能量、鍵合力、溫度等參數(shù)

過程控制：嚴(yán)格監(jiān)控鍵合設(shè)備的波形、沖擊力、EFO方式等

工藝協(xié)同：考慮后續(xù)工藝（如塑封固化、無鉛焊料回流）對(duì)鍵合點(diǎn)的熱應(yīng)力影響

檢測(cè)閉環(huán)：通過高精度推拉力測(cè)試機(jī)建立鍵合質(zhì)量反饋機(jī)制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正工藝偏移

以上就是科準(zhǔn)測(cè)控小編為您介紹的關(guān)于引線鍵合工藝中彈坑的相關(guān)知識(shí)，希望對(duì)您有所幫助。如果您對(duì)于推拉力測(cè)試機(jī)在鍵合工藝中的應(yīng)用、彈坑檢測(cè)的具體操作方法，或是其他半導(dǎo)體封測(cè)相關(guān)的測(cè)試需求還想了解，歡迎關(guān)注我們并隨時(shí)與我們交流，科準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)將竭誠為您服務(wù)。

審核編輯 黃宇