金絲球鍵合技術(shù)是微電子封裝領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)芯片與外部電路連接的關(guān)鍵工藝之一。其可靠性直接影響到電子器件的性能和壽命。第二焊點(diǎn)作為金絲鍵合的重要組成部分，其可靠性尤為重要。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將通過(guò)使用Beta S100推拉力測(cè)試儀對(duì)金絲球鍵合第二焊點(diǎn)進(jìn)行可靠性分析，探討影響其可靠性的因素，并提出優(yōu)化建議。

一、金絲球鍵合第二焊點(diǎn)的可靠性影響因素

1、材料特性

第二焊點(diǎn)的可靠性受鍵合區(qū)材料的粗糙度、缺陷尺寸及硬度等因素的影響。例如，厚膜電路中的金絲球鍵合第二焊點(diǎn)通常由厚膜金層、鋁過(guò)渡片和鍍鎳引線組成，這些材料的差異對(duì)鍵合設(shè)備的輸出精度和鍵合參數(shù)提出了更高要求。

焊接界面的平整度較差時(shí)，楔形魚(yú)尾狀根部容易受傷或粘接不牢固，導(dǎo)致鍵合拉力強(qiáng)度過(guò)低。

2、工藝參數(shù)

鍵合過(guò)程中的工藝參數(shù)（如溫度、壓力、超聲功率等）對(duì)第二焊點(diǎn)的可靠性有顯著影響。例如，鍵合參數(shù)過(guò)大可能導(dǎo)致金絲焊點(diǎn)變形，而鍵合參數(shù)過(guò)小則可能導(dǎo)致焊點(diǎn)壓焊不牢。

補(bǔ)球工藝（如在第二焊點(diǎn)魚(yú)尾上種植安全球）可以顯著提高鍵合引線的拉力強(qiáng)度。研究表明，當(dāng)安全球覆蓋第二焊點(diǎn)魚(yú)尾面積達(dá)到90%～100%時(shí)，鍵合效果好。

二、檢測(cè)原理

推拉力測(cè)試儀通過(guò)施加精確控制的拉力或推力，測(cè)量焊點(diǎn)在受力過(guò)程中的力值變化和失效模式。測(cè)試過(guò)程中，設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)記錄力值和位移的變化，最終通過(guò)分析失效時(shí)的最大力值來(lái)評(píng)估焊點(diǎn)的可靠性。

三、常用檢測(cè)設(shè)備

1、Beta S100推拉力測(cè)試儀

a、設(shè)備介紹

多功能焊接強(qiáng)度測(cè)試儀，適用于微電子引線鍵合后引線焊接強(qiáng)度測(cè)試、焊點(diǎn)與基板表面粘接力測(cè)試及其失效分析。該儀器能夠執(zhí)行多種測(cè)試，如晶片推力測(cè)試、金球推力測(cè)試和金線拉力測(cè)試，配備有高速力值采集系統(tǒng)，以確保測(cè)試的精確性。

b、設(shè)備特點(diǎn)

四、測(cè)試流程

步驟一、測(cè)試準(zhǔn)備

1、設(shè)備校準(zhǔn)

按照設(shè)備操作手冊(cè)對(duì)Beta S100推拉力測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測(cè)量精度。

檢查設(shè)備的夾具是否完好，確保能夠牢固夾持金絲。

2、樣品準(zhǔn)備

選取待測(cè)試的金絲球鍵合樣品，確保樣品表面清潔、無(wú)污染。

使用顯微鏡觀察第二焊點(diǎn)的外觀，記錄焊點(diǎn)的形態(tài)、尺寸和表面狀況。

3、參數(shù)設(shè)置

根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)或工藝要求，設(shè)置測(cè)試速度（通常為100 mm/min）和最大拉力（根據(jù)焊點(diǎn)強(qiáng)度預(yù)估）。

設(shè)置數(shù)據(jù)采集頻率，確保能夠記錄完整的力值和位移變化曲線。

4、記錄表格準(zhǔn)備

準(zhǔn)備測(cè)試記錄表格，包括樣品編號(hào)、測(cè)試參數(shù)、拉力值、失效模式、測(cè)試日期等信息。

步驟二、測(cè)試方法

1、樣品安裝

將金絲球鍵合樣品安裝到測(cè)試夾具中，確保金絲與夾具之間的接觸良好且無(wú)滑動(dòng)。

調(diào)整樣品位置，使拉力方向與金絲鍵合方向一致，避免測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)偏斜。

2、測(cè)試啟動(dòng)

打開(kāi)Beta S100推拉力測(cè)試儀，輸入樣品編號(hào)和測(cè)試參數(shù)。

啟動(dòng)測(cè)試，設(shè)備將自動(dòng)施加拉力，同時(shí)記錄力值和位移變化。

3、數(shù)據(jù)記錄

在測(cè)試過(guò)程中，實(shí)時(shí)觀察設(shè)備顯示屏上的力值和位移曲線。

記錄焊點(diǎn)失效時(shí)的最大拉力值、失效模式（如焊點(diǎn)斷裂、金絲拉伸等）以及失效位置（第一焊點(diǎn)、第二焊點(diǎn)或其他位置）。

4、重復(fù)測(cè)試

為確保測(cè)試結(jié)果的可靠性，對(duì)每種樣品至少進(jìn)行5次重復(fù)測(cè)試。

每次測(cè)試后，更換新的樣品并重新安裝，確保測(cè)試條件一致。

5、測(cè)試結(jié)束

測(cè)試完成后，關(guān)閉設(shè)備，卸下樣品夾具。

使用顯微鏡觀察失效后的焊點(diǎn)，記錄失效特征（如斷裂位置、裂紋形態(tài)等）。

步驟三、數(shù)據(jù)分析

1、拉力值統(tǒng)計(jì)

計(jì)算每種樣品的平均拉力值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，評(píng)估焊點(diǎn)強(qiáng)度的穩(wěn)定性和一致性。

比較不同工藝參數(shù)（如補(bǔ)球工藝、鍵合參數(shù)等）對(duì)拉力值的影響。

2、失效模式分析

根據(jù)失效模式（如焊點(diǎn)斷裂、金絲拉伸等）分析焊點(diǎn)的可靠性。

對(duì)于第二焊點(diǎn)的失效，重點(diǎn)關(guān)注焊點(diǎn)的粘接強(qiáng)度和金絲的結(jié)合情況。

3、數(shù)據(jù)總結(jié)

將測(cè)試結(jié)果整理成報(bào)告，包括拉力值統(tǒng)計(jì)、失效模式分析和工藝優(yōu)化建議。

提出改進(jìn)措施，如優(yōu)化鍵合參數(shù)、改進(jìn)補(bǔ)球工藝等。

五、注意事項(xiàng)

1、樣品安裝

確保金絲與夾具之間的接觸良好，避免滑動(dòng)或松動(dòng)。

安裝時(shí)應(yīng)輕拿輕放，避免對(duì)焊點(diǎn)造成額外損傷。

2、測(cè)試過(guò)程

測(cè)試過(guò)程中避免人為干擾，確保測(cè)試環(huán)境穩(wěn)定。

注意觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如有異常應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查。

3、數(shù)據(jù)記錄

記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)詳細(xì)、準(zhǔn)確，避免遺漏關(guān)鍵信息。

對(duì)于失效后的焊點(diǎn)，應(yīng)拍照或繪圖記錄失效特征，便于后續(xù)分析。

4、設(shè)備維護(hù)

測(cè)試結(jié)束后，及時(shí)清理設(shè)備和夾具，保持設(shè)備的清潔和良好狀態(tài)。

定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5、鍵合設(shè)備與工具

鍵合設(shè)備的輸出精度和劈刀的形貌對(duì)第二焊點(diǎn)的可靠性至關(guān)重要。例如，使用顆粒粗化的劈刀可以增加魚(yú)尾的接觸面積，從而提高鍵合的可靠性。

推拉力測(cè)試儀的高精度測(cè)量和多樣化夾具設(shè)計(jì)，能夠有效評(píng)估焊點(diǎn)的拉力強(qiáng)度和失效模式。

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