焊接强度测试仪如何助力冷/热焊凸块焊接质量评估，一文详解

在半导体封装领域，冷焊和热焊凸块技术的应用日益广泛，成为连接芯片与基板、实现电气互连的关键技术。这些凸块不仅承载着电信号的传输，还直接影响着整个封装结构的机械稳定性和长期可靠性。因此，对冷焊和热焊凸块的键合质量进行精确评估，是确保半导体器件高性能和高可靠性的关键环节。本文科准测控小编将介绍如何焊接强度测试仪进行冷/热焊凸块拉力测试。

一、常用试验方法

1、引线拉力测试（Pull Test）

原理：在键合线上施加一个向上的拉力，使键合部从芯片表面被拉开，并对拉力的大小进行测量。

操作步骤：

准备测试：将待测引线固定在测试设备上，确保拉钩能够稳定勾住引线。

设置测试参数：调整拉力施加点，使其位于内外焊点的中间位置，并确保拉力方向垂直于焊点连线。

非破坏性测试：逐渐增加拉力，直至达到预设的标准规定值，观察引线和焊点，若在规定拉力下未发生断裂或脱落，表明键合强度合格。

破坏性测试（如需要）：继续增加拉力，直至引线断裂或焊点脱落，记录此时的拉力值，该值为极限键合强度。

测试完成：轻轻移开拉钩，取出测试样品，并记录测试结果。

2、键合剪切力测试（Shear Test）：

原理：用一个平面的剪切刀（推刀），平行于焊盘向焊球施加推力，使焊球被剥离，此时的力即为键合剪切力。

应用：主要用于评估金线球焊连接的可靠性，是生产过程中监控生产能力和稳定性的关键标准之一。

二、测试设备

Beta S100焊接强度测试仪

设备介绍：

多功能焊接强测试仪是用于为微电子引线键合后引线焊接强度测试、焊点与基板表面粘接力测试及其失效分析领域的专用动态测试仪器，常见的测试有晶片推力、金球推力、金线拉力等，采用高速力值采集系统。

特点：

广泛应用：适用于半导体封装、LED封装、军工器件等多个领域，提供破坏性和非破坏性测试。

模块化设计：插拔式模块，更换便捷，自动识别，多量程选择，精度高。

高精度测量：配备专业砝码箱，显微镜可调节，行程精度高。

多样化夹具：全品类夹具，360°调节，多种钩针和推刀。

便捷操作：双摇杆设计，软件功能强大，操作简易。

丰富功能：CPK分析、Mac系统、权限分配、外接摄像机等。

三、测试条件

键合拉脱测试：通常用于测量器件封装的外部键合。在引线或外引线以及布线板或基板之间，以90°角度施加拉力，记录失效时的力的大小和分离模式。

引线拉力测试（单个键合点）：应用于测量器件的芯片或基板与引线框架上的内部键合。引线被切断，使其两端都能进行拉力试验，施加的拉力大致垂直于芯片表面或基板。

引线拉力测试（双键合点）：与单个键合点测试类似，但在引线下方插入钩子夹紧器件，在引线中跨和顶部之间施加拉力，避免引线产生不利变形。

键合剪切力测试（倒装焊）：用于半导体芯片与基板之间的面键合结构连接的内部键合。使用工具或劈刀在芯片或载体上施加剪切力，记录失效时的力的大小和分离模式。

四、使用方法

1、设备与配件检查：检查推拉力测试机及其所有配件，确保设备完整且功能正常。确认测试机、推刀（或钩针）和夹具等关键部件均已完成校准，以确保测试结果的精确性。

2、模块安装与电源连接：将待测试的模块正确安装到推拉力测试机上。连接电源，并启动测试机，等待系统自检和模块初始化完成。

3、推刀（或钩针）的安装与校准：根据测试的具体需求，选择适合的推刀。将推刀安装到推拉力测试机的指定位置，并进行牢固锁定，以保证测试的精确度。

4、测试夹具固定：将电子元器件精确地放置在测试夹具中，并确保其位置正确。将夹具安装到测试机的工作台上，并使用固定螺丝将其紧固，模拟实际使用中的固定状态。

5、测试参数的设定：在测试机的软件界面上输入必要的测试参数，包括但不限于测试方法、传感器选择、测试速度、目标力值、剪切高度和测试次数。

6、测试执行：在显微镜下确认电子元器件和推刀（或钩针）的相对位置正确无误。启动测试程序，密切监视测试过程中的动作，确保一切按照设定的参数进行。

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审核编辑 黄宇