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厂房建设招标网站,做网站的好框架,室内效果图制作,黄骅做网站价格目录 引线键合拉力测试方法 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语与定义 ​编辑 4 设备与材料 4.1 检测设备 4.2 工件夹具 4.3 引线键合拉力测试设备 4.4 拉拽挂钩 4.5 键合拉力夹具 5 测试流程 5.1 校准 5.2 去封装后待测试键合点的目视检查 5.2.1 铝焊盘与铜焊盘金属…目录引线键合拉力测试方法1 范围2 规范性引用文件3 术语与定义​编辑4 设备与材料4.1 检测设备4.2 工件夹具4.3 引线键合拉力测试设备4.4 拉拽挂钩4.5 键合拉力夹具5 测试流程5.1 校准5.2 去封装后待测试键合点的目视检查5.2.1 铝焊盘与铜焊盘金属化层的键合焊盘检查及合格标准5.2.2 铜引线与银引线及连接部位所有键合点的检查及合格标准5.3 引线键合拉力测试操作5.3.1 挂钩拉力法​编辑5.3.1.1 引线拉力测试WPT—— 挂钩置于引线跨中位置附近5.3.1.1.1 带材键合或多回路引线键合拉力测试的特殊考量5.3.1.1.2 低回路高度引线与带材拉力测试的特殊考量5.3.1.1.3 堆叠芯片引线拉力测试的特殊考量5.3.1.1.3 堆叠芯片引线拉力测试的特殊考量续5.3.1.2 球键合拉力测试BPT—— 挂钩置于热超声球键合点颈部附近5.3.1.3 针脚键合拉力测试SPT—— 挂钩置于热超声针脚键合点附近5.3.2 单键合点夹具拉力法引线切断5.3.2.1 球键合夹具拉力测试BPCT—— 热超声球键合点的夹具拉拽5.3.2.2 针脚键合夹具拉力测试SPCT—— 热超声针脚键合点的夹具拉拽5.4 拉拽后引线键合点的检查5.5 引线键合拉力失效代码引线键合拉力测试方法1 范围本测试方法提供了一种测定引线键合强度及失效模式的手段适用于芯片或封装键合表面上的键合引线及其对应互连结构可对封装前或封装后的器件进行测试。本测试方法适用范围如下热超声键合球键合与针脚键合适用于金合金、铜合金、银合金引线引线直径范围为 15μm~76μm0.6 mil3.0 mil超声键合楔形键合适用于金合金、铜合金、铝合金引线引线直径范围为 18μm~600μm0.7 mil24.0 mil。本引线键合拉力测试为破坏性测试适用于工艺开发、过程控制和 / 或质量保证环节。本测试方法规定了两种不同的引线拉力测试方式一种方式使用挂钩 —— 将挂钩置于引线下方后进行拉拽另一种方式需先切断引线 —— 将夹具夹在与待测试键合点相连的引线上通过夹具拉拽引线。本测试方法定义了三类拉力测试引线拉力测试WPT适用于所有键合引线球键合拉力测试BPT与针脚键合拉力测试SPT仅适用于热超声键合引线。本测试方法也可用于以下四类热超声键合与超声键合场景但每种场景测试时需特殊考量a) 拉拽采用多超声键合的铝引线与铝带材参见 5.3.1.1.1 的特殊考量。多回路引线与带材常用于部分高功率器件封装b) 拉拽反向键合引线又称 “球上针脚键合”这类键合包括金球上金针脚键合、铜球上铜针脚键合、金球上铜针脚键合详见附录 A 的 A.1 部分c) 拉拽热超声键合引线 —— 此类引线的针脚键合上方设有加固键合点或加固回路以提升强度详见 A.2 部分d) 拉拽堆叠芯片上的热超声键合引线 —— 当引线和 / 或键合点无法接触以进行正常拉力测试时参见 5.3.1.1.3 的特殊考量。2 规范性引用文件JESD47《集成电路的应力测试驱动型鉴定》另见附录 H资料性附录引用文件。3 术语与定义本标准中适用下列术语与定义引线键合bond, wire通过热超声或超声引线键合工艺将引线通常为金、铝、铜或银材质与键合表面粘接或焊接的过程。球键合ball bond热超声球键合工艺中的第一个键合点将小直径引线通常为金、铜或银材质的端部键合至芯片键合表面通常为铝合金芯片焊盘金属化层。球键合包含通过电子火焰熔断形成的引线膨大球形或钉头状部分、下方的键合焊盘以及球键合与键合焊盘之间的冶金焊接界面。针脚键合stitch bond热超声球键合工艺中的第二个键合点通常将引线键合至封装键合表面如引线框架、基板、接线柱等。stitch bond也可称为月牙键合。对于部分特殊结构如反向键合第二个键合点可能形成于凸点上方另见 “反向键合” 与 “凸点” 定义。楔形键合wedge bond通过超声键合工艺将引线通常为铝、铜或金材质或铝带材键合至芯片键合表面通常为铝焊盘金属化层或封装键合表面通常为镀覆引线框架接线柱或引脚的过程。键合表面bonding surface引线键合所附着的表面可能为以下任意一种1芯片焊盘金属化层或芯片表面金属化层如 MOSFET2封装表面金属化层如引线框架、基板、接线柱3凸点另见 “反向键合” 与 “凸点” 定义4芯片焊盘 / 散热片或封装表面金属化层上的键合针脚另见 “加固键合点” 与 “加固回路” 定义。热超声键合工艺bonding process, thermosonic通过组合施加热量、压力与超声横向振荡运动实现两个部件连接的键合工艺。超声键合工艺bonding process, ultrasonic通过组合施加压力与超声横向振荡运动实现两个部件连接的键合工艺。键合引线bonding wire键合至芯片键合表面的引线用于实现芯片与器件封装内其他点位的电连接。带材引线ribbon (wire)扁平状引线非圆形。本测试方法中“引线” 一词同时涵盖圆形引线与带材引线。铝引线aluminum wire铝合金引线铝含量通常不低于 98%。铜引线copper wire铜合金引线铜含量通常不低于 99%也包括镀有极薄钯层或金钯合金层的铜引线。金引线gold wire金合金引线金含量通常不低于 99%。银引线silver wire银合金引线集成电路IC用银引线的银含量通常高于 85%发光二极管LED用银引线的银含量通常高于 75%。跨中位置midspan键合引线上的一个位置约为两个键合点之间水平距离的中点见图 1。图 1—— 跨中位置定义异常产品outlier product符合制造商规格与用户要求但相对于正常群体表现出异常特性的产品其示例可参考图 2 的直方图在用户应用中可能存在高于正常水平的失效风险。注 1本文件中所有引线键合拉力测试仅规定最小拉力值要求无上限要求因此上规格限USL不适用。注 2另见 JESD50《异常产品剔除与异常值管理特殊要求》。图示回路顶点、跨中位置、球键合、针脚键合标注 1/2 距离图 2——8 个异常值示意图其中 7 个为异常产品反向键合reverse bond一种热超声键合球键合点位于封装键合表面针脚键合点位于芯片凸点上又称 “球上针脚键合”。凸点bump去除引线后的热超声球键合点可用作反向键合的底层球键合点反向键合的第二个键合点 —— 针脚键合点位于其上或置于针脚键合点上方形成加固键合点。加固键合点security bond在针脚键合点上方设置的凸点另见 “凸点” 定义用于提升针脚键合点的机械强度以承受封装材料与键合表面之间的剪切应力。注加固键合点常用于表面贴装 LED发光二极管封装这类封装的透镜材料采用非填充型封装剂其热膨胀系数高于二氧化硅填充型封装剂因此会对针脚键合点施加更大的剪切应力。加固回路security loop未去除引线的加固键合点其引线与针脚键合点连接至同一键合表面。破坏性引线键合拉力测试wire bond pull, destructive通过仪器拉拽热超声或超声键合引线直至引线失效的测试过程。非破坏性引线键合拉力测试wire bond pull, non-destructive通过仪器以特定载荷拉拽热超声或超声键合引线载荷低于最小破坏性拉力值确保引线不会产生永久性损伤或性能劣化的测试过程。引线键合拉力破坏性wire bond pull force (destructive)导致以下任意一种情况发生所需的力键合引线断裂任一键合点从键合表面脱离任一键合表面从芯片、引线框架或基板脱离。4 设备与材料引线键合拉力测试所需的设备与材料如下4.1 检测设备需配备光学显微镜系统或扫描电子显微镜SEM最小放大倍数为 70 倍用于对失效模式进行光学评估如引线断裂为韧性断裂或脆性断裂、键合点从焊盘或引线框架 / 基板脱离时焊盘或引线框架 / 基板上是否残留残留物等。但对于验证失效代码 1、2、3、6、7、8、9详见 5.5 中失效代码的详细说明可能需要更高的放大倍数。4.2 工件夹具用于固定器件的夹具称为 “工件夹具”需满足在引线键合拉力测试过程中防止器件发生任何位移并能调整挂钩位置以确保对引线施加最佳拉力。4.3 引线键合拉力测试设备该设备需包含适用的装置能按照本测试方法要求对键合引线施加拉力直至引线、引线键合点或引线键合表面发生失效。设备需满足以下要求能以恒定速率施加拉力能以国际单位制SI和 / 或英制单位显示施加的拉力需在待测试特定引线的预期拉力值全范围内进行校准校准精度为预期断裂载荷的 ±5% 或 ±2.9 毫牛±0.3 克力取公差范围更大的一项拉力值范围随引线材料与引线横截面尺寸变化而不同。应采用拉力测试设备制造商推荐的、适用于待测试引线材料的拉拽工具移动速度。为验证测试拉拽速度是否在可接受范围内需查看测力传感器的输出数据确保整个测试过程中应变率保持一致。4.4 拉拽挂钩拉拽挂钩需采用强度高、刚性好的材料制造确保在拉力测试过程中不会发生变形。用于对互连引线施加拉力的挂钩其线材直径需足够大最终形状需确保挂钩施加的拉力能通过引线传递至键合点且不会切断引线。表 1 规定了挂钩的最小直径以满足上述要求。表 1 拉拽挂钩最小直径指导要求引线直径挂钩直径≤50 微米2 密耳最小为引线直径的 2.0 倍50 微米2 密耳~≤125 微米5 密耳最小为引线直径的 1.5 倍125 微米5 密耳最小为引线直径的 1.0 倍对于带材引线需采用与待测试带材引线横截面积相同的等效圆形引线直径。挂钩的水平扁平部分尺寸需大于待测试带材引线等效直径的 1.25 倍。挂钩表面需光滑无锐边、无缺陷且无污染物避免影响测试结果或损坏待测试引线。4.5 键合拉力夹具对于夹具拉力测试所用夹具需满足能对被拉拽引线施加足够的夹持力确保测试过程中引线不打滑夹具尺寸需足够大能牢固夹持引线直径或带材的宽度与厚度确保拉拽时不发生位移夹具的外部形状与尺寸需优化设计既能夹紧待测试引线又能最大程度减少接触并损坏器件上其他待测试引线的可能性。5 测试流程5.1 校准进行引线键合拉力测试前需确认设备已按照制造商规格完成校准且当前处于校准有效期内。若设备迁移至其他位置需重新进行校准。5.2 去封装后待测试键合点的目视检查本测试方法除用于制造过程监控外还可用于评估封装器件在焊接操作后或可靠性应力测试后的键合点状态。为此需去除封装材料且去除过程中不得对引线、键合点、键合界面或键合表面造成显著损伤。去封装后的键合点拉力值通常低于未封装键合点因此不可与同类未封装键合点的拉力值直接比较。若去封装工艺控制良好且可重复如金引线的去封装本测试方法可用于批次间比较但对于铜引线与银引线难以通过稳定控制去封装工艺确保测试结果的准确性 —— 铜Cu与银Ag引线的蚀刻效果会因封装材料类型及样品所承受的可靠性应力测试强度不同而存在差异详见附录 B 中关于铜引线与银引线键合器件去封装工艺的补充说明。此外需检查键合点确保已去除足够的封装材料以便挂钩能顺利放置。5.2.1 铝焊盘与铜焊盘金属化层的键合焊盘检查及合格标准若采用湿化学蚀刻和 / 或干法蚀刻工艺打开器件并进行引线键合拉力测试需按以下步骤检查键合焊盘首先确认键合表面区域的金属化层未因化学蚀刻而缺失然后确认引线键合点已附着在键合表面上。对于金属化层存在明显化学腐蚀或缺失的铝焊盘或铜焊盘键合点不得用于引线键合拉力测试。若键合表面未因化学蚀刻产生损伤但引线键合点因其他原因如封装应力未附着在键合表面上此类引线键合点仍视为有效测试对象需在拉力测试数据中记录为拉力值 0零。5.2.2 铜引线与银引线及连接部位所有键合点的检查及合格标准对铜引线或银引线器件进行引线键合拉力测试时需在去封装后、拉力测试前或测试后检查键合点与引线的连接状态确保去封装过程未导致金属明显损耗或其他损伤此类损伤可能影响拉力测试结果。若铜键合点、铜引线因去封装工艺产生明显化学腐蚀或其他损伤对应的拉力测试结果可剔除附录 B 提供了评估损伤可接受程度的补充信息。5.3 引线键合拉力测试操作本文件规定了多种引线键合拉力测试类型包括引线拉力测试使用挂钩拉拽引线使两个键合点均承受应力球键合拉力测试使用挂钩或夹具拉拽主要使球键合点承受应力针脚键合拉力测试使用挂钩或夹具拉拽主要使针脚键合点承受应力楔形键合拉力测试使用夹具或挂钩拉拽使一个或两个键合点承受应力。以下将详细说明各类拉力测试及其变体形式。注并非所有键合拉力测试都能获得可重复和 / 或可再现的结果测试结果可能受器件几何结构及器件去封装效果如需去封装影响。器件内哪些引线和键合点需进行测试、采用哪种拉力测试类型需由引用本测试方法的鉴定文件确定且需确保所有类型键合点的拉力测试均能充分覆盖。5.3.1 挂钩拉力法开始测试前引线键合拉力测试设备需通过所有自检程序设备及测试区域需无过度振动或位移。检查拉拽挂钩确认使用的挂钩型号正确、状态良好无弯曲或损伤如刻痕、锐边等且挂钩处于抬起位置。调整工件夹具以适配待测试器件将器件定位至待测试键合点位于拉拽挂钩正下方。根据所用引线键合拉力测试设备的类型可降低挂钩或抬高器件使挂钩置于待测试引线下方但不得接触芯片表面或封装基板 / 引线框架表面见图 3。若引线下方空间不足无法放置挂钩可采用夹具进行引线拉力测试详见 5.3.2。图 3—— 将挂钩置于引线下方标注拉拽方向与 90° 角度、键合表面、引线图 4—— 挂钩相对于引线的定位俯视视角标注挂钩、引线、1/2 距离从俯视视角观察需将挂钩相对于待测试键合引线定位至与引线长度方向垂直见图 4若受空间限制需尽可能接近垂直方向。将挂钩置于引线下方使引线大致位于挂钩中部 —— 既不能过靠近挂钩端部防止引线滑落也不能过靠近挂钩内侧防止挂钩上部阻碍引线自由移动。测试开始前挂钩不得接触引线。定位完成后需尽可能沿垂直于键合表面的方向向上拉拽挂钩。若引线间距小于挂钩长度导致插入挂钩时必然接触其他引线可采用以下任一方式插入挂钩推荐方式使用具备挂钩组件旋转功能的拉力测试设备。该功能可先将挂钩旋转至与引线平行再将挂钩降至引线回路下方最后旋转回与引线垂直的位置旋转至垂直位置时需注意避免接触引线若设备不具备挂钩组件旋转功能可旋转器件直至挂钩与引线平行将挂钩降至引线下方后再旋转器件使挂钩恢复与待测试引线垂直的位置且不得干扰相邻引线。挂钩沿引线长度方向的具体放置位置需根据待执行的拉力测试类型确定。本测试方法定义的三类拉力测试及其对应的挂钩位置如下引线拉力测试WPT详见 5.3.1.1—— 挂钩置于引线跨中位置附近球键合拉力测试BPT详见 5.3.1.2—— 挂钩置于热超声球键合点颈部附近针脚键合拉力测试SPT详见 5.3.1.3—— 挂钩置于热超声针脚键合点附近。挂钩的最终定位需在最小放大倍数 15 倍的观察条件下完成可使用具备变焦功能的显微镜辅助挂钩定位。若在测试设置过程中或拉拽操作中挂钩接触到相邻引线该相邻引线不得用于后续拉力测试。若该接触引线为规定需测试的引线需将其失效代码记为 0详见 5.5并选择其他引线进行测试。5.3.1.1 引线拉力测试WPT—— 挂钩置于引线跨中位置附近本测试适用于以下键合类型热超声键合金引线、铜引线、银引线超声键合金引线、铜引线、银引线、铝引线超声键合铝带材。本测试中挂钩需置于引线未因键合形成而发生变形的长度段的跨中位置附近。不同类型引线键合的挂钩放置位置差异见图 5a 至图 5f各图中两条线之间的区域为挂钩的大致放置范围。由于每条键合引线的长度与形状存在差异本测试方法无法规定挂钩的精确放置位置。若需对同一器件的多个样品进行拉力测试建议逐一确认每条待测试引线的挂钩具体放置位置以最大程度减少测试结果的变异性。需将挂钩固定在特定位置限制其沿两个键合点之间的直线方向移动防止挂钩抬升至最高位置否则可能导致测试仅作用于单个键合点如仅测试球键合点。图 5a—— 热超声键合芯片至基板若回路顶点靠近球键合点挂钩置于引线跨中位置与回路顶点之间的中点附近否则置于引线跨中位置附近标注球键合、针脚键合、芯片、基板、跨中位置、回路顶点图 5b—— 热超声反向键合挂钩置于引线跨中位置附近两条线之间的任意位置均可标注球键合、凸点上针脚键合、芯片、凸点、基板图 5c—— 热超声键合芯片至芯片挂钩置于引线跨中位置附近两条线之间的任意位置均可标注球键合、凸点上针脚键合、2 号芯片、1 号芯片、基板、凸点图 5d—— 超声键合芯片至基板若跨中位置与回路顶点在引线上大致重合挂钩置于引线跨中位置附近两条线之间的任意位置均可否则置于引线跨中位置与回路顶点之间的中点附近标注芯片上楔形键合、基板上楔形键合、芯片、基板图 5e—— 超声键合芯片至芯片挂钩置于引线跨中位置附近两条线之间的任意位置均可标注芯片上楔形键合、2 号芯片、1 号芯片、基板图 5f—— 超声多回路引线 / 带材键合挂钩置于回路跨中位置附近两条线之间的任意位置均可标注多键合点、芯片上键合点、基板上键合点、芯片、基板注若本方法用于封装后引线测试需确保引线全长无封装材料残留。是否需去除键合点处所有封装材料取决于是否需评估键合点的失效风险。图 5—— 不同类型引线键合的引线拉力测试WPT挂钩放置位置5.3.1.1.1 带材键合或多回路引线键合拉力测试的特殊考量对带材键合或多回路引线键合进行跨中位置引线拉力测试时需按以下要求确定待测试的回路数量2 个回路仅测试其中 1 个回路因首次测试会削弱中间键合点可能导致第二个回路的拉力值偏低3 个或 4 个回路测试外侧的 2 个回路5 个及以上回路测试外侧的 2 个回路也可额外测试其他回路但需确保待测试回路的两个键合点均未经过此前的拉力测试即待测试回路两侧的回路均未进行过拉力测试。5.3.1.1.2 低回路高度引线与带材拉力测试的特殊考量低回路高度的引线可能导致挂钩无法进入以进行引线拉力测试。图 6 展示了包含多个芯片的模块其超声键合点的键合角度较小因此整体回路高度较低。图 6—— 低键合角度引线示意图图 7—— 带槽口的测试样品用于挂钩放置示意图可采用带槽口见图 7或附着金属化陶瓷芯片的测试样品模拟引线回路轮廓使挂钩能接触到待测试引线。这些测试样品的引线需与量产器件的引线同时键合且采用相同的键合设置、操作人员与生产进度。测试样品的引线拉力测试结果可替代量产器件中无法接触的引线测试结果若测试样品出现失效需视为量产器件失效并根据适用规格采取相应措施。5.3.1.1.3 堆叠芯片引线拉力测试的特殊考量多芯片封装的堆叠结构可能给引线拉力测试带来挑战 —— 并非所有引线或键合点都能暴露以进行正常测试。部分芯片堆叠结构中器件完全组装后部分引线无法通过挂钩或夹具接触另一些堆叠结构中部分键合点如被芯片粘接材料包裹的键合点在拉力测试过程中无法自由移动。为实现工艺监控所需的引线拉力测试需采用部分组装的特殊测试载体以测试完全组装后无法接触的引线与键合点。测试载体的引线键合需与量产器件同时进行且采用相同的工艺、流程与控制要求。设计测试载体的制作方案时需确保所选待测试引线能覆盖封装内的极端情况例如测试回路轮廓最低与最高的引线或测试堆叠结构中最顶部与最底部的引线以覆盖键合预热的极端条件。图 8 展示了包含 8 个芯片的堆叠结构4 个芯片呈叠瓦状向右堆叠另外 4 个呈叠瓦状向左堆叠。下方 4 个芯片的引线无法通过挂钩测试因为上方 4 个芯片会对拉力测试造成干扰堆叠结构中第 4 个芯片上的键合点还存在额外问题 —— 其被芯片粘接膜包裹在引线拉力测试过程中无法自由移动。因此建议采用仅包含下方 4 个芯片的测试载体测试其引线键合而量产器件可用于测试上方 4 个芯片的引线键合。图 8—— 反向 “叠瓦” 堆叠结构示意图5.3.1.1.3 堆叠芯片引线拉力测试的特殊考量续图 9 展示了 5 个相同尺寸芯片的垂直堆叠结构。下方 4 个芯片的球键合点完全被上方芯片的粘接膜包裹拉拽这类引线无法真实反映键合强度粘接膜会改变拉力值且制作包含 1 个、2 个…… 直至量产堆叠芯片总数的测试载体也不现实。因此针对垂直堆叠结构的拉力测试建议如下与量产产品同步制作仅包含堆叠结构最底部芯片的测试载体测试其引线键合测试完全组装堆叠结构中最顶部芯片的引线键合。图 9—— 相同尺寸芯片的垂直堆叠结构示意图5.3.1.2 球键合拉力测试BPT—— 挂钩置于热超声球键合点颈部附近本测试适用于热超声球键合金引线、铜引线、银引线的工艺开发与产品鉴定其挂钩放置要求与部分行业鉴定标准类似。本测试中挂钩需尽可能靠近球键合点放置或置于下图所示范围内。不同类型引线键合的挂钩放置位置差异见图 10a 至图 10c各图中两条线之间的区域为挂钩的大致放置范围。由于每条键合引线的长度与形状存在差异本测试方法无法规定挂钩的精确放置位置。若需对同一器件的多个样品进行拉力测试建议逐一确认每个待测试球键合点的挂钩具体放置位置以最大程度减少测试结果的变异性。需将挂钩固定在特定位置限制其向远离球键合点测试关注点的方向移动 —— 若挂钩远离关注点测试可能更多作用于引线而非球键合点。图 10a—— 热超声键合芯片至基板挂钩尽可能靠近球键合点颈部放置两条线之间的任意位置均可标注球键合、针脚键合、基板图 10b—— 热超声反向键合挂钩尽可能靠近球键合点颈部放置两条线之间的任意位置均可标注球键合、凸点上针脚键合、芯片、凸点、基板图 10c—— 热超声键合芯片至芯片挂钩尽可能靠近球键合点颈部放置两条线之间的任意位置均可标注球键合、凸点上针脚键合、凸点、基板注若本方法用于封装后球键合点测试需确保球键合点处无封装材料残留且引线全长无封装材料残留。是否需去除针脚键合点处所有封装材料取决于是否需评估针脚键合点的失效风险。图 10—— 不同类型引线键合的球键合拉力测试BPT挂钩放置位置5.3.1.3 针脚键合拉力测试SPT—— 挂钩置于热超声针脚键合点附近本测试适用于热超声针脚键合金引线、铜引线、银引线其挂钩放置要求与部分行业鉴定标准类似。本测试中挂钩需尽可能靠近针脚键合点放置或置于下图所示范围内。不同类型引线键合的挂钩放置位置差异见图 11a 至图 11c各图中两条线之间的区域为挂钩的大致放置范围。由于每条键合引线的长度与形状存在差异本测试方法无法规定挂钩的精确放置位置。若需对同一器件的多个样品进行拉力测试建议逐一确认每个待测试针脚键合点的挂钩具体放置位置以最大程度减少测试结果的变异性。需将挂钩固定在特定位置限制其向远离针脚键合点测试关注点的方向移动 —— 若挂钩远离关注点测试可能更多作用于引线而非针脚键合点。图 11a—— 热超声键合芯片至基板挂钩尽可能靠近针脚键合点放置两条线之间的任意位置均可且挂钩不得接触其他结构标注球键合、针脚键合、芯片、基板图 11b—— 热超声反向键合挂钩尽可能靠近针脚键合点放置两条线之间的任意位置均可标注球键合、凸点上针脚键合、芯片、凸点、基板图 11c—— 热超声键合芯片至芯片挂钩尽可能靠近针脚键合点放置两条线之间的任意位置均可标注球键合、凸点上针脚键合、凸点、2 号芯片、1 号芯片、基板注若本方法用于封装后针脚键合点测试需确保针脚键合点处无封装材料残留且引线全长无封装材料残留。是否需去除球键合点处所有封装材料取决于是否需评估球键合点的失效风险。图 11—— 不同类型引线键合的针脚键合拉力测试SPT挂钩放置位置5.3.2 单键合点夹具拉力法引线切断本测试方法最适用于工艺开发、实验设计及验证挂钩拉力测试结果不推荐用于量产过程控制因需手动切断待测试引线而挂钩拉力法无需此操作。开始测试前引线键合拉力测试设备需通过所有自检程序设备及测试区域需无过度振动或位移。检查夹具工具确认其状态良好、无损坏。调整工件夹具以适配待测试器件在引线跨中位置切断待测试引线。若引线过短导致两端无法分别进行有效测试可在靠近一个键合点的位置切断引线以测试另一侧的键合点。引线长度需足够长确保夹具能牢固夹持且不接触键合点上方的引线颈部区域以保证引线断裂失效模式代码 5仍可能发生。切断引线时需小心操作避免损坏剩余引线及待测试键合点。夹具的合格与不合格放置示例见图 12a 与图 12b。图 12a—— 夹具在引线上的合格放置夹具夹持位置远离球键合点确保引线跨中区域有断裂可能代码 5标注夹具、球键合、针脚键合、芯片、基板图 12b—— 夹具在引线上的不合格放置夹具夹持位置过于靠近球键合点处于颈部区域导致引线跨中区域无法断裂代码 5标注夹具、球键合、针脚键合、芯片、基板、“X” 标记图 12—— 夹具在引线上的合格与不合格放置示例将器件定位至待测试引线位于夹具正下方。根据所用引线键合拉力测试设备的类型可降低夹具或抬高器件使夹具置于待测试引线正上方。将夹具夹在待测试引线上然后调整样品或夹具的方向按照 5.3.2.1球键合或 5.3.2.2针脚键合中规定的方向拉拽引线。5.3.2.1 球键合夹具拉力测试BPCT—— 热超声球键合点的夹具拉拽本测试条件适用于热超声球键合金引线、铜引线、银引线。拉拽热超声球键合点时拉力方向需垂直于球键合点向上与键合表面呈 90°见图 13。图 13—— 球键合拉力测试的夹具放置夹具夹持引线后缓慢移动至球键合点上方垂直向上拉拽标注夹具、球键合、针脚键合、芯片、基板、拉拽方向5.3.2.2 针脚键合夹具拉力测试SPCT—— 热超声针脚键合点的夹具拉拽本测试条件适用于热超声针脚键合金引线、铜引线、银引线。拉拽热超声针脚键合点时拉力方向需垂直于针脚键合点向上与键合表面呈 90°见图 14。图 14—— 针脚键合拉力测试的夹具放置夹具夹持引线后缓慢移动至针脚键合点上方垂直向上拉拽标注夹具、球键合、针脚键合、芯片、基板、拉拽方向5.4 拉拽后引线键合点的检查所有键合点需按预先规定并记录的顺序进行拉拽测试以便后续通过目视检查确定是否存在因拉拽操作不当需剔除的拉力值。需在最小放大倍数 70 倍的条件下检查失效位置并根据 5.5 的规定分配失效代码。对于出现键合焊盘凹陷失效代码 1的拉拽键合点需进一步调查凹陷原因是键合操作前芯片和 / 或键合焊盘下方金属化层已存在的缺陷导致还是键合过程本身导致。若凹陷失效由键合工艺引起需视为引线键合有效失效纳入拉力测试数据若调查确认凹陷由键合前芯片和 / 或键合焊盘下方金属化层的预存缺陷引起则该失效对本测试方法无效对应的引线数据不得纳入拉力测试结果 —— 但需注意此类预存缺陷仍需单独处理。5.5 引线键合拉力失效代码表 2 规定了所有类型引线键合通用的失效代码及描述表 3 至表 9 分别针对七类不同引线键合类型提供了详细的失效代码描述标准热超声键合表 3反向热超声键合表 4芯片至芯片热超声键合表 5标准超声键合表 6芯片至芯片超声键合表 7基板至基板超声键合表 8超声多回路引线 / 带材键合表 9。所有键合类型的失效代码编号规则一致代码 1~3与芯片键合点相关的失效代码 1 为键合点下方芯片断裂代码 2~3 为金属化层及键合点脱离按失效位置从下到上编号代码 4~6引线断裂失效代码 4 为靠近第一个键合点的加工硬化区域断裂代码 6 为靠近第二个键合点的区域断裂代码 5 为引线跨中区域断裂代码 7~9与基板 / 引线框架 / 接线柱键合点相关的失效代码 7 为键合点脱离代码 8 为金属化层脱离代码 9 为基板 / 引线框架 / 接线柱断裂按失效位置从上到下编号。本测试方法的失效代码与《军用标准 883》Mil-Std 883方法 2011 的失效代码不同附录 C 提供了两类失效代码的对比说明。失效代码的图形示例详见附录 D 的表 11。表 2 所有键合类型通用的引线键合拉力失效代码描述代码失效代码描述0零操作人员失误或测试前引线已损坏 / 缺失1芯片断裂或崩裂含凹陷2芯片金属化层脱离或芯片金属化层内失效3键合点从芯片金属化层脱离4引线在第一个键合点的颈部区域断裂5引线跨中区域断裂6引线在第二个键合点的颈部区域断裂7键合点从基板 / 引线框架 / 接线柱金属化层脱离8基板 / 引线框架 / 接线柱金属化层脱离9基板 / 引线框架 / 接线柱断裂或脱离图示失效代码位置分布 —— 标注芯片、基板、代码 1~9 的位置表 3 标准热超声键合引线的详细拉力失效代码代码标准热超声键合失效代码描述0操作人员失误或测试前引线已损坏 / 缺失1芯片断裂或崩裂含凹陷介电材料部分可能含其他层附着在球键合点上2芯片金属化层脱离铝、铜、镍钯金或其他芯片键合焊盘金属化镀层部分或完全脱离或芯片键合焊盘金属化层内失效3球键合点从芯片金属化层脱离球键合点与芯片焊盘金属化层之间分离4引线在球键合点上方的热影响区颈部区域断裂断裂位置位于球键合点上方 2 倍引线直径长度范围内5引线跨中区域断裂断裂位置位于球键合点上方 2 倍引线直径至针脚键合点正上方之间6引线在针脚键合点的颈部区域断裂断裂位置为引线被劈刀压变形但未与基板 / 引线框架 / 接线柱键合的部分7针脚键合点从基板 / 引线框架 / 接线柱金属化层脱离基板 / 引线框架 / 接线柱上残留少量或无针脚键合残留物8基板 / 引线框架 / 接线柱金属化层脱离基板上铜焊盘或引线框架 / 接线柱上镀层部分或完全脱离9基板 / 引线框架 / 接线柱断裂或脱离基板材料部分附着在针脚键合点上图示标准热超声键合失效代码位置 —— 标注球键合、针脚键合、芯片、基板、代码 1~9 的位置表 4 反向热超声键合引线的详细拉力失效代码代码反向热超声键合球键合在基板上针脚键合在凸点上失效代码描述0操作人员失误或测试前引线已损坏 / 缺失1芯片断裂或崩裂含凹陷介电材料部分可能含其他层附着在芯片上的球键合点凸点上2芯片金属化层脱离铝、铜、镍钯金或其他芯片键合焊盘金属化镀层部分或完全脱离或芯片键合焊盘金属化层内失效3针脚键合点从凸点底层球键合点脱离凸点上残留少量或无针脚键合残留物或凸点底层球键合点从芯片键合焊盘脱离针脚键合点仍附着在凸点上4引线在球键合点上方的热影响区颈部区域断裂断裂位置位于球键合点上方 2 倍引线直径长度范围内5引线跨中区域断裂断裂位置位于球键合点上方 2 倍引线直径至针脚键合点正上方之间6引线在针脚键合点的颈部区域断裂断裂位置为引线被劈刀压变形但未与凸点键合的部分7球键合点从基板 / 引线框架 / 接线柱金属化层脱离球键合点与基板 / 引线框架 / 接线柱焊盘金属化层之间分离8基板 / 引线框架 / 接线柱金属化层脱离基板上铜焊盘或引线框架 / 接线柱上镀层部分或完全脱离9基板 / 引线框架 / 接线柱断裂或脱离基板材料部分附着在球键合点上图示反向热超声键合失效代码位置 —— 标注基板上球键合、芯片凸点上针脚键合、芯片、基板、凸点、代码 1~9 的位置表 5 芯片至芯片热超声键合引线的详细拉力失效代码代码芯片至芯片热超声键合失效代码描述0操作人员失误或测试前引线已损坏 / 缺失1芯片断裂或崩裂含凹陷介电材料部分可能含其他层附着在球键合点上2芯片金属化层脱离铝、铜、镍钯金或其他金属化镀层部分或完全脱离或芯片键合焊盘金属化层内失效3球键合点或凸点从芯片金属化层脱离球键合点与芯片焊盘金属化层之间分离可能未形成金属间化合物或仅形成少量或针脚键合点从凸点底层球键合点脱离4引线在球键合点上方的热影响区颈部区域断裂断裂位置位于球键合点上方 2 倍引线直径长度范围内5引线跨中区域断裂断裂位置位于球键合点上方 2 倍引线直径至针脚键合点正上方之间6引线在针脚键合点的颈部区域断裂断裂位置为引线被劈刀压变形但未与凸点键合的部分7不适用8不适用9不适用图示芯片至芯片热超声键合失效代码位置 —— 标注芯片上球键合、芯片凸点上针脚键合、1 号芯片、2 号芯片、基板、凸点、代码 1~9 的位置表 6 标准超声键合引线的详细拉力失效代码代码标准超声键合失效代码描述0操作人员失误或测试前引线已损坏 / 缺失1芯片断裂或崩裂含凹陷介电材料部分可能含其他层附着在楔形键合点上2芯片金属化层脱离铝、铜、镍钯金或其他金属化镀层部分或完全脱离或芯片键合焊盘金属化层内失效3楔形键合点从芯片金属化层脱离楔形键合点与芯片焊盘金属化层之间分离4引线在芯片上楔形键合点的颈部区域断裂断裂位置为引线被键合工具压变形但未与芯片键合的部分且位于楔形键合点外侧 2 倍引线直径长度范围内5引线跨中区域断裂断裂位置位于两个楔形键合点外侧各 2 倍引线直径长度范围之外6引线在基板 / 引线框架 / 接线柱上楔形键合点的颈部区域断裂断裂位置为引线被键合工具压变形但未与基板 / 引线框架 / 接线柱键合的部分且位于楔形键合点外侧 2 倍引线直径长度范围内7楔形键合点从基板 / 引线框架 / 接线柱金属化层脱离基板 / 引线框架 / 接线柱上残留少量或无楔形键合残留物