近期，小編收到了眾多半導(dǎo)體領(lǐng)域客戶的咨詢，他們?cè)儐栐趯?duì)微電子芯片進(jìn)行剪切測(cè)試以驗(yàn)證焊接質(zhì)量的可靠性時(shí)，一般會(huì)采用哪些設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將為您提供全面的解答，幫助您一文秒懂半導(dǎo)體常用芯片剪切強(qiáng)度測(cè)試方法。

芯片剪切強(qiáng)度試驗(yàn)是評(píng)價(jià)芯片黏結(jié)可靠性的主要手段之一。隨著芯片的高度集成和小型化發(fā)展，對(duì)芯片剪切設(shè)備的施力范圍、靈敏度等能力的要求也逐漸提高。這項(xiàng)測(cè)試的目的是確定將半導(dǎo)體芯片或表面安裝的無(wú)源器件安裝在管座或其他基板上所使用的材料和工藝步驟的完整性。

一、芯片測(cè)試的重要性

芯片剪切強(qiáng)度試驗(yàn)是評(píng)價(jià)芯片黏結(jié)可靠性的主要手段之一。隨著芯片的高度集成和小型化發(fā)展，對(duì)芯片剪切設(shè)備的施力范圍、靈敏度等能力的要求也逐漸提高。這項(xiàng)測(cè)試的目的是確定將半導(dǎo)體芯片或表面安裝的無(wú)源器件安裝在管座或其他基板上所使用的材料和工藝步驟的完整性。

二、常用推拉力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

冷/熱焊凸塊拉?力-JEITAEIAJET-7407

BGA凸點(diǎn)剪切-JEDECJESD22-B117A

冷焊凸塊拉力-JEDECJESD22-B115

金球剪切-JEDECJESD22-B116

球焊剪切-ASTMF1269

引線拉力-DT/NDTMILSTD883

立柱拉力-MILSTD883§

倒裝焊拉力-JEDECJESD22-B109

芯片剪切-MILSTD883

三、測(cè)試設(shè)備要求

（一）進(jìn)行芯片剪切強(qiáng)度測(cè)試所需的設(shè)備是一臺(tái)能施加負(fù)載的儀器，具備以下要求：

1、芯片接觸工具，能把力均勻地加到芯片的一條棱邊。

2、保證芯片接觸工具與管座或基板上安放芯片的平面垂直。

3、芯片接觸工具與管座/基板夾具具有相對(duì)旋轉(zhuǎn)能力，有利于與芯片邊沿線接觸。

4、一臺(tái)放大倍數(shù)至少為10倍的雙目顯微鏡，其照明應(yīng)有利于在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)芯片與芯片接觸工具的界面進(jìn)行觀察。

（二）常用檢測(cè)設(shè)備

Alpha-W260推拉力測(cè)試儀 

1、設(shè)備介紹

Alpha-W260推拉力測(cè)試機(jī)適用于半導(dǎo)體芯片引線鍵合后的焊接強(qiáng)度測(cè)試、焊點(diǎn)與基板表面粘結(jié)力測(cè)試。常用的測(cè)試有晶片推力、金球推力、金線拉力等。可根據(jù)測(cè)試需要更換相對(duì)應(yīng)的測(cè)試模塊，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別模塊參數(shù)信息。在拉力測(cè)試中可以設(shè)置安全高度及安全限速并帶有著陸保護(hù)功能，防止對(duì)測(cè)試針造成損壞。推力測(cè)試中可以設(shè)置納米級(jí)的剪切高度和更快的測(cè)試速度。W260搭載了科準(zhǔn)自主研發(fā)的High-Rate測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了良好的準(zhǔn)確度和數(shù)據(jù)可重復(fù)性，可提供值得信賴的結(jié)果。

2、測(cè)試類型（六大測(cè)試類型，滿足不同測(cè)試需求） 

3、試驗(yàn)流程

a、樣品準(zhǔn)備

選取待測(cè)試的半導(dǎo)體器件芯片，確保其表面干凈、無(wú)污染。

b、設(shè)備校準(zhǔn)

使用專用的推拉力測(cè)試儀進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

c、試樣安裝

根據(jù)芯片類型和結(jié)構(gòu)選擇合適的推刀，將芯片固定在測(cè)試設(shè)備上，確保剪切力施加在預(yù)定的焊點(diǎn)、鍵合線或引腳上。

d、設(shè)置參數(shù)

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定加載速度、最大負(fù)荷限制等參數(shù)。例如，對(duì)于金絲鍵合，常見的剪切速率可能為0.5-2.0 mm/s。

e、執(zhí)行測(cè)試

啟動(dòng)設(shè)備，按照預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行剪切測(cè)試，記錄下剪切過(guò)程中力和位移的變化曲線，直至失效（即鍵合點(diǎn)斷裂）。

f、數(shù)據(jù)記錄

試驗(yàn)結(jié)束后，記錄下試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，如最大負(fù)荷、破壞形式等。

g、結(jié)果分析

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)估半導(dǎo)體器件芯片的剪切強(qiáng)度性能。

特別注意事項(xiàng)：

對(duì)于無(wú)源元件，僅元件末端焊接區(qū)與基板焊接，因此用于確定應(yīng)施加推力的大小只計(jì)算元件末端焊接區(qū)面積之和。芯片剪切力應(yīng)施加在無(wú)源元件垂直于最長(zhǎng)軸線上的方向上。

粘接面積應(yīng)通過(guò)測(cè)量實(shí)際可能的元件粘接區(qū)域確定。例如，典型的陶瓷片式電容器是通過(guò)其端金屬化區(qū)域粘接。粘結(jié)面積應(yīng)從一個(gè)入射視角，通過(guò)測(cè)量?jī)啥说慕饘賲^(qū)域來(lái)決定。在進(jìn)行剪切試驗(yàn)之前應(yīng)將此測(cè)量值乘以2得到粘結(jié)面積。

如果任何元件的底部表面存在以提高粘接強(qiáng)度為目的的粘接，對(duì)于本評(píng)定，此區(qū)域面積視為粘接面積。

 

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