金絲球鍵合技術(shù)是微電子封裝領(lǐng)域中實現(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。本文科準測控小編將通過使用Beta S100推拉力測試儀對金絲球鍵合第二焊點進行可靠性分析，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的可靠性影響因素

1、材料特性

第二焊點的可靠性受鍵合區(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通常由厚膜金層、鋁過渡片和鍍鎳引線組成，這些材料的差異對鍵合設(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，楔形魚尾狀根部容易受傷或粘接不牢固，導(dǎo)致鍵合拉力強度過低。

2、工藝參數(shù)

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

補球工藝（如在第二焊點魚尾上種植安全球）可以顯著提高鍵合引線的拉力強度。研究表明，當安全球覆蓋第二焊點魚尾面積達到90%～100%時，鍵合效果好。

二、檢測原理

推拉力測試儀通過施加精確控制的拉力或推力，測量焊點在受力過程中的力值變化和失效模式。測試過程中，設(shè)備會實時記錄力值和位移的變化，最終通過分析失效時的最大力值來評估焊點的可靠性。

三、常用檢測設(shè)備

1、Beta S100推拉力測試儀

a、設(shè)備介紹

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

b、設(shè)備特點

四、測試流程

步驟一、測試準備

1、設(shè)備校準

按照設(shè)備操作手冊對Beta S100推拉力測試儀進行校準，確保測量精度。

檢查設(shè)備的夾具是否完好，確保能夠牢固夾持金絲。

2、樣品準備

選取待測試的金絲球鍵合樣品，確保樣品表面清潔、無污染。

使用顯微鏡觀察第二焊點的外觀，記錄焊點的形態(tài)、尺寸和表面狀況。

3、參數(shù)設(shè)置

根據(jù)測試標準或工藝要求，設(shè)置測試速度（通常為100 mm/min）和最大拉力（根據(jù)焊點強度預(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、記錄表格準備

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

步驟二、測試方法

1、樣品安裝

將金絲球鍵合樣品安裝到測試夾具中，確保金絲與夾具之間的接觸良好且無滑動。

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

2、測試啟動

打開Beta S100推拉力測試儀，輸入樣品編號和測試參數(shù)。

啟動測試，設(shè)備將自動施加拉力，同時記錄力值和位移變化。

3、數(shù)據(jù)記錄

在測試過程中，實時觀察設(shè)備顯示屏上的力值和位移曲線。

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

4、重復(fù)測試

為確保測試結(jié)果的可靠性，對每種樣品至少進行5次重復(fù)測試。

每次測試后，更換新的樣品并重新安裝，確保測試條件一致。

5、測試結(jié)束

測試完成后，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，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

計算每種樣品的平均拉力值、標準差和變異系數(shù)，評估焊點強度的穩(wěn)定性和一致性。

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

2、失效模式分析

根據(jù)失效模式（如焊點斷裂、金絲拉伸等）分析焊點的可靠性。

對于第二焊點的失效，重點關(guān)注焊點的粘接強度和金絲的結(jié)合情況。

3、數(shù)據(jù)總結(jié)

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

提出改進措施，如優(yōu)化鍵合參數(shù)、改進補球工藝等。

五、注意事項

1、樣品安裝

確保金絲與夾具之間的接觸良好，避免滑動或松動。

安裝時應(yīng)輕拿輕放，避免對焊點造成額外損傷。

2、測試過程

測試過程中避免人為干擾，確保測試環(huán)境穩(wěn)定。

注意觀察設(shè)備的運行狀態(tài)，如有異常應(yīng)及時停機檢查。

3、數(shù)據(jù)記錄

記錄數(shù)據(jù)時應(yīng)詳細、準確，避免遺漏關(guān)鍵信息。

對于失效后的焊點，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

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

定期對設(shè)備進行維護和校準，確保測試結(jié)果的準確性。

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第二焊點的可靠性至關(guān)重要。例如，使用顆粒粗化的劈刀可以增加魚尾的接觸面積，從而提高鍵合的可靠性。

推拉力測試儀的高精度測量和多樣化夾具設(shè)計，能夠有效評估焊點的拉力強度和失效模式。

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