在半導體封裝制程中，芯片與外部電路之間的電氣連接通過引線鍵合、焊球凸塊、芯片貼裝等多種微觀互連結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。這些界面的機械結(jié)合強度直接影響封裝體的可靠性及產(chǎn)品使用壽命。
推拉力測試機作為專門用于量化評估上述微觀連接界面結(jié)合強度的精密力學測試設(shè)備，其核心功能是對被測結(jié)構(gòu)施加可控的推力或拉力載荷，直至其發(fā)生破壞，從而獲取剪切強度、拉力強度等關(guān)鍵力學參數(shù)。
依據(jù)測試對象與力學加載方式的不同，推拉力測試機主要可分為引線拉力測試、焊球剪切測試、芯片剪切測試及矢量拉力測試四種類型，本文科準測控小編為您分別闡述。
一、引線拉力測試
測試對象：金線、銅線、鋁線等鍵合引線。
測試原理：使用精密微鉤工具鉤住鍵合線弧的指定位置（通常為中跨位置或靠近第一鍵合點頸部），沿垂直于鍵合界面的方向施加拉伸載荷，直至引線斷裂或鍵合點脫離焊盤。根據(jù)JESD22B120標準，該測試為破壞性測試，適用于工藝開發(fā)、過程控制和質(zhì)量保證環(huán)節(jié)。
圖片源自網(wǎng)絡(luò)
工程應用：
l 評估第一鍵合點與第二鍵合點的鍵合強度；
l 通過斷裂模式分析（線弧斷裂、頸部斷裂、焊盤剝離、球脫離等），診斷鍵合工藝中超聲功率、鍵合壓力、溫度等參數(shù)的適配性；
l 用于來料檢驗，驗證引線材料及焊盤表面處理質(zhì)量是否符合規(guī)格要求。
二、焊球剪切測試
測試對象：BGA焊球、芯片金球/銅球凸塊、錫球凸塊。
測試原理：使用特定面寬尺寸的推刀，以極低的剪切高度水平推進，對焊球施加剪切載荷直至其從焊盤界面脫離。根據(jù)JESD22B117標準，該測試涵蓋低速和高速兩種測試模式，通過分析剪切力、斷裂能和失效模式數(shù)據(jù)評估焊球可靠性。
工程應用：
l 量化焊球與焊盤間金屬間化合物層的結(jié)合強度；
l 監(jiān)控焊盤污染、焊膏活性、回流焊溫度曲線等工藝因素的波動對焊接質(zhì)量的影響；
l 在失效分析中判斷界面斷裂或內(nèi)聚斷裂模式。
三、芯片剪切測試
測試對象：半導體芯片、被動元件、LED晶粒等貼裝在基板上的元器件。
測試原理：使用面寬與被測元件尺寸相匹配的推刀，從元件側(cè)面水平接觸其本體，沿平行于基板表面的方向施加推進載荷，直至元件從基板表面脫離。該測試依據(jù)MILSTD883 Method 2019標準執(zhí)行，評估芯片與基板間粘接層的抗剪切能力，關(guān)鍵參數(shù)包括剪切速度、剪切高度等。
工程應用：
l 驗證芯片貼裝工藝中粘接材料（如銀漿、環(huán)氧樹脂膠）的固化效果及粘接強度是否滿足設(shè)計指標；
l 用于工藝開發(fā)階段優(yōu)化固化溫度曲線、貼片壓力等參數(shù)；
l 在可靠性評估中通過剪切強度衰減程度判斷粘接界面的劣化趨勢。
四、矢量拉力測試
測試對象：對拉力方向敏感的焊點、凸塊或鍵合引線。
測試原理：操作者設(shè)定特定的拉伸角度（如與垂直方向呈15°、30°），設(shè)備沿該設(shè)定方向?qū)Ρ粶y點施加拉伸載荷，并在測試全程保持施力方向恒定。該測試可模擬芯片在實際使用中受到的復雜多角度應力環(huán)境。
工程應用：
l 復現(xiàn)產(chǎn)品在使用工況中承受的多角度應力狀態(tài)；
l 研究焊點或凸塊在不同方向載荷下的結(jié)合強度各向異性特性，為焊盤結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)；
l 在失效分析中，當常規(guī)垂直拉線無法激發(fā)現(xiàn)象時，通過調(diào)整角度定位特定失效機理。
以上就是科準測控小編為您梳理的推拉力測試機四種測試類型，覆蓋了半導體封裝從引線鍵合到芯片貼裝全流程的力學性能量化評估需求。不過，測試功能的工程化實施，還依賴于具備多模組兼容能力與高精度運動控制系統(tǒng)的推拉力測試設(shè)備。以Alpha-W260為代表的高精度推拉力測試機采用模塊化傳感器架構(gòu)，支持引線拉力、焊球剪切、芯片剪切及矢量拉力等多種測試模式的快速切換，系統(tǒng)自動識別模組參數(shù)并匹配相應量程。測試數(shù)據(jù)在符合MIL-STD-883及AEC-Q100等國際標準的前提下具備完整溯源性，可為封裝工藝可靠性驗證提供量化依據(jù)。
如您還想了解推拉力測試機其它應用場景：如PCB板推拉力測試、焊點推力測試、金球推拉力測試、微電子推拉力測試、晶片推力測試、金線拉力測試、LED推力測試、焊點剪切力測試，或想要聯(lián)系推拉力測試機廠家，獲取定制化推力測試與拉力測試方案，根據(jù)不同封裝形式（如QFN、BGA、SiP等）定制夾具與測試參數(shù)，歡迎留言或私信聯(lián)系我們。
