在當今快速發(fā)展的電子行業(yè)中，半導體器件的性能和可靠性是衡量電子設備成功的關鍵因素。引線鍵合技術，作為連接半導體芯片與外部電路的重要手段，其質量直接關系到器件的整體性能和長期穩(wěn)定性。隨著電子器件向更小尺寸、更高速度和更大功率密度的方向發(fā)展，對引線鍵合質量的要求也日益嚴格。因此，對引線鍵合質量的檢測變得至關重要，它不僅能夠確保產品在設計和制造過程中的高標準，還能在產品上市前及時發(fā)現(xiàn)并修正潛在的缺陷，從而減少成本和提高市場競爭力。
本文科準測控小編旨在詳細探討電子器件封裝中引線鍵合質量的檢測方法，對比分析各種技術的目的、技術特點及其適用場合。我們將從引線鍵合的基本原理出發(fā)，深入探討當前行業(yè)內采用的各種檢測技術，包括但不限于機械測試、電學測試和視覺檢測等。同時，本文還將總結這些方法的優(yōu)勢與局限性，并探討在面對新的封裝技術和材料時，引線鍵合質量檢測所面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向。
一、引線鍵合的質量問題及主要表征方法
要對引線鍵合的質量進行檢測，就必須了解該技術的基本原理和工藝流程，掌握引線鍵合中存在的質量問題，熟悉這些質量的表征方法。
引線鍵合技術的基本原理是利用直徑通常為幾十至幾百微米的高電導率金屬導線（金、鋁和銅等），在熱超聲作用下按壓在焊盤上，使焊盤與焊線的金屬原子發(fā)生擴散，形成金屬間化合物，從而實現(xiàn)晶粒與引腳的連接。典型的引線鍵合工藝流程包括形球、超聲加熱、按壓形成第一焊點、走線、按壓形成第二焊點和分離等。如圖2所示。
二、引線鍵合的質量檢測
1、機械參數(shù)檢測方法
合格的鍵合線必須在實現(xiàn)有效電氣連接的同時具有較好的機械性能。良好的機械性能不僅是正常工作的基本保證，同時也是芯片封裝長期工作可靠性的基礎。因此對引線進行機械性能的檢測是評價鍵合線質量的基礎。應力和振動是兩種主要的機械檢測手段。
a、靜態(tài)機械參數(shù)檢測
靜態(tài)機械參數(shù)的檢測可以用于快速評估鍵合線 的整體鍵合強度，發(fā)現(xiàn)脫焊和虛焊等問題。針對鍵 合線的應力檢測，引線拉力測試（pull test）和球剪切力測試（shear test）是最基本手段。在這兩種方法 的基礎上，為了解決工業(yè)生產檢測對速度和非破壞 性的要求，還發(fā)展出高壓空氣吹檢法和焊球成型過 程壓力測試法等。
2、引線拉力測試
引線拉力測試是測量鍵合線強度zui簡單有效的方法之一，并被中國的國家標準和美國國家標準（MIL-STD-883）等廣泛采用。該方法是用一個小勾勾住引線，測試時拉力的施加作用點作用于內、外兩個焊點的中間部位，拉力的施加方向垂直于兩焊點連線的垂直方向。在非破壞性試驗時不斷增大拉力，當拉力到達標準規(guī)定值而引線未斷裂或焊點未脫落，說明鍵合強度符合要求，最后輕輕移開小勾。在破壞性試驗中，不斷增加拉力直至引線斷開或鍵合點脫落位置，此時得到的數(shù)值，即為極限鍵合強度。
原理圖如下：
3、球剪切力測試
球剪切力測試（Ball shear test）是用一個平面的剪切刀，平行于焊盤向焊球施加推力，使焊球被剝離的力就是鍵合剪切力。
4、常用檢測設備
a、Beta S100 推拉力測試機
1）設備概述
a、推拉力測試機是一種專為微電子領域設計的動態(tài)測試設備，用于評估引線鍵合后的焊接強度、焊點與基板的粘接強度以及進行失效分析。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、用戶可以根據(jù)具體的測試需求更換相應的測試模塊，系統(tǒng)將自動識別并調整到合適的量程。這種靈活性使得設備能夠適應不同產品的測試需求。每個測試工位都設有獨立安全高度和速度限制，以防止因誤操作而損壞測試探頭。該系統(tǒng)以快速、精確和廣泛的適用性為特點。
c、該推拉力測試機廣泛應用于半導體集成電路封裝測試、LED封裝測試、光電器件封裝測試、PCBA電子組裝測試，以及汽車電子、航空航天和軍事等領域。同時，它也適用于電子分析和研究單位進行失效分析，以及教育機構的教學和研究活動。
2）設備特點
3）實測案例展示
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