近期，小編收到不少半導(dǎo)體行業(yè)客戶的咨詢，大多都是咨詢集成電路芯片的封裝與測試。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，集成電路芯片正朝著更高集成度、更小尺寸和更復(fù)雜封裝結(jié)構(gòu)的方向演進(jìn)。在這一背景下，封裝可靠性測試作為確保芯片性能穩(wěn)定性和使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性日益凸顯。

推拉力測試作為評估芯片封裝機(jī)械性能的核心手段，能夠有效檢測焊點(diǎn)、鍵合線等關(guān)鍵連接部位的強(qiáng)度特性。本文科準(zhǔn)測控小編將圍繞Beta S100推拉力測試機(jī)在集成電路芯片封裝測試中的應(yīng)用，系統(tǒng)介紹其測試原理、檢測儀器及標(biāo)準(zhǔn)操作流程，為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員提供實(shí)用參考。

一、推拉力測試原理

（一）推拉力測試是評估集成電路封裝可靠性的重要力學(xué)測試方法，主要通過施加精確控制的推力或拉力來測量芯片封裝中各連接部位的機(jī)械強(qiáng)度：

a、焊球剪切測試原理：通過水平推刀以恒定速度對BGA/CSP封裝焊球施加推力，測量焊球與焊盤分離時(shí)的最大剪切力，評估焊球焊接可靠性

b、鍵合拉力測試原理：使用微型鉤針垂直向上拉動(dòng)鍵合線，測量鍵合線與芯片焊盤或引線框架分離時(shí)的拉力值，評估鍵合強(qiáng)度

c、芯片推力測試原理：對裸芯片表面施加垂直推力，測量芯片與基板分離時(shí)的推力值，評估貼片粘接強(qiáng)度

（二）測試過程中，設(shè)備實(shí)時(shí)記錄力-位移曲線，通過分析曲線特征點(diǎn)可獲取以下關(guān)鍵參數(shù)：

a、最大破壞力（Fmax）

b、斷裂能量（Area under curve）

c、破壞模式（界面斷裂、焊球斷裂等）

二、測試標(biāo)準(zhǔn)體系

1、國際通用標(biāo)準(zhǔn)

JESD22-B117：半導(dǎo)體器件鍵合拉力測試標(biāo)準(zhǔn)方法

IPC/JEDEC-9704：印制板組件焊球剪切測試標(biāo)準(zhǔn)

MIL-STD-883H 方法2024：微電子器件鍵合強(qiáng)度測試方法

2、行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 4937-2012：半導(dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法

GJB 548B-2005：微電子器件試驗(yàn)方法和程序

三、檢測儀器

1、Beta S100推拉力測試機(jī)

2、試驗(yàn)條件

a、鍵合測試模塊：配備1gf-500gf微型力傳感器，適用于25-50μm細(xì)線測試

b、焊球測試模塊：專用剪切工具組，支持50μm-1mm焊球測試

c、芯片測試模塊：大面積平推頭，最大支持20×20mm芯片測試

四、標(biāo)準(zhǔn)測試流程

步驟一、樣品準(zhǔn)備

確認(rèn)封裝類型（如BGA、QFN等）及測試點(diǎn)位置；

清潔樣品表面，避免污染影響測試精度。

步驟二、設(shè)備設(shè)置

安裝對應(yīng)夾具（剪切刀/鉤針/平推頭）；

選擇力值傳感器（如1gf~50kgf范圍）；

設(shè)置測試參數(shù)（速度、剪切高度、觸發(fā)閾值等）。

步驟三、定位與校準(zhǔn)

使用高清攝像頭定位測試點(diǎn)（精度±2μm）；

執(zhí)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，消除機(jī)械間隙誤差。

步驟四、執(zhí)行測試

自動(dòng)接觸樣品并施加推力/拉力；

實(shí)時(shí)記錄力-位移曲線，捕捉斷裂峰值；

自動(dòng)判定破壞模式（界面斷裂、焊球斷裂等）。

步驟五、數(shù)據(jù)分析

導(dǎo)出最大力值（Fmax）、位移等關(guān)鍵數(shù)據(jù)；

生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告（CPK、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等）。

步驟六、結(jié)果驗(yàn)證

對比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如JESD22-B117）；

異常數(shù)據(jù)復(fù)測，確保結(jié)果可靠性。

五、典型應(yīng)用案例分析

QFN封裝鍵合拉力測試優(yōu)化：

某功率器件生產(chǎn)企業(yè)使用Beta S100對QFN-48封裝進(jìn)行金線鍵合測試時(shí)發(fā)現(xiàn)：

初始CPK僅1.12（低于1.33要求）

破壞模式分析顯示60%為界面斷裂

通過測試數(shù)據(jù)反推工藝參數(shù)：

調(diào)整鍵合溫度從160℃→175℃

優(yōu)化超聲功率（從60mW→72mW）

實(shí)施后CPK提升至1.58，界面斷裂降至15%以下

以上就是小編介紹的有關(guān)集成電路芯片的封裝與測試相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭?！如果您還想了解更多關(guān)于集成電路芯片的封裝與測試方法、論文和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，推拉力測試機(jī)怎么使用，工作原理、杠桿如何校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測試儀操作規(guī)范、使用方法和測試視頻，焊接強(qiáng)度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，【科準(zhǔn)測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試機(jī)在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點(diǎn)、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。

審核編輯 黃宇