在半導體封裝領域，金線引線鍵合技術因其zhuo越的導電性和穩定性而備受青睞。這種技術不僅關系到電子器件的性能，更是確保其長期可靠性的關鍵。隨著微電子技術的不斷進步，對封裝載體印制線路板（PCB）的表面處理工藝要求也日益提高。從最初的噴錫、鍍金、沉金，到現在的化學鎳鈀金（ENEPIG）工藝，每一次技術的革新都旨在解決前一代技術中存在的問題，如“金脆"現象和“黑焊盤"問題。
本文科準測控小編旨在探討化學鎳鈀金產品在引線鍵合過程中的常見失效問題，并通過對機理的深入分析和試驗驗證，識別影響化學鎳鈀金產品引線鍵合可靠性的關鍵因素。我們將從金線引線鍵合的失效模式入手，分析金線拉脫、金層拉脫以及銅鎳層間分離等問題，并探討金層厚度、鈀層厚度、化學鎳鈀金焊盤的表面粗糙度等關鍵影響因素。
一、測試相關原理
在半導體封裝領域，金線引線鍵合技術是實現芯片與載體印制線路板（PCB）之間電性連接的關鍵環節。這項技術不僅關系到芯片的保護、支撐和連接，更是確保產品可靠性的重要因素。以下是金線引線鍵合測試原理的概述：
1、金線鍵合力度測試：拉線測試是評估金線鍵合力度的常用方法。在測試中，拉鉤置于已經鍵合在芯片和封裝材料兩端的金線下方，拉扯力度方向與芯片表面垂直。測試記錄拉扯力度和拉線失效模式，如第一鍵合點被拉起、金線頸部斷開、金線中部斷開、線腳部分斷開或第二鍵合點被拉起。這些失效模式對于理解鍵合的可靠性至關重要。
2、化學鎳鈀金引線鍵合：化學鎳鈀金（ENEPIG）工藝在引線鍵合中的應用可以有效提高焊點的穩定性和可靠性。通過在鎳層和金層之間引入鈀層，不僅可以防止金層和鎳層的相互擴散，還可以提高焊點的機械強度和電導性能。然而，要充分發揮化學鎳鈀金的優勢，還需要對引線鍵合過程中的各種參數進行精確控制。
二、化學鎳鈀金金線引線鍵合過程分析
引線鍵合過程[4]可以簡化如圖所示：
（1）磁頭加熱熔出金球；
（2）金球下降至焊盤形成第一焊點；
（3）磁頭按軌跡牽引金線至另一焊盤，下壓并通過振動、溫度形成焊接作用，形成第二焊點。
上述圖示為引線鍵合宏觀過程，但要分析鍵合可靠性，需要立足于微觀結構分析焊點的形成過程，目前金線引線鍵合工藝一般采用熱超聲法，其焊點形成過程如圖7所示：（1）金線與焊盤接觸，形成局部連接；（2）在持續壓力與超聲震動下，擴大接觸面，金填充焊盤表面較大縫隙；（3）高溫作用下降低金球表面張力，填充細微縫隙的同時焊盤表面金、鈀層溶解；（4）金屬原子層間發生相互擴散，金屬間隙消失形成焊點。
三、常用檢測設備
1、 Beta S100 推拉力測試機
1）設備概述
a、多功能焊接強度測試儀是一種專為微電子領域設計的動態測試設備，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，以確保測試的精確性。
b、用戶可以根據具體的測試需求更換相應的測試模塊，系統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。該系統以快速、精確和廣泛的適用性為特點。
c、該測試儀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
四、化學鎳鈀金金線引線鍵合失效模式分析
步驟一、測試準備
準備推拉力測試機，確保設備校準準確，無gu障。
準備測試記錄表，用于記錄測試數據和結果。
步驟二、設備設置
根據測試標準或工藝要求，設置推拉力測試機的參數，包括測試速度、最大拉力等。
調整測試機的夾具，確保金線能夠被正確夾持，且測試方向與金線鍵合方向一致。
步驟三、樣品固定
將待測試的樣品固定在測試機的工作臺上，確保平整且穩定。
調整夾具（鉤針)，使金線位于測試路徑的中心位置。
步驟四、測試執行
啟動測試機，開始施加拉力。觀察金線在逐漸增加的拉力下的反應。
記錄金線在不同拉力下的形變情況，直至金線斷裂或從焊盤上脫落。
步驟五、數據記錄
在測試過程中，記錄金線斷裂時的最大拉力值。
記錄失效模式，即金線斷裂的位置（如金線頸部、焊點處等）。
步驟六、結果評估
根據記錄的最大拉力值，判斷鍵合質量是否合格。如果測試拉力大于3g，且失效模式正常（即金線從焊點處斷裂，而非金線本身斷裂），則認為鍵合效果合格。
如果拉力值低于3g或失效模式異常，需要對鍵合工藝進行審查和調整。
步驟七、異常處理
對于測試不合格的樣品，進行原因分析，可能包括鍵合壓力不當、金線質量問題、焊盤表面處理不當等。
根據分析結果，調整工藝參數或改進材料，重新進行鍵合和測試。
以上就是小編介紹的化學鎳鈀金引線鍵合可靠性測試內容了，希望可以給大家帶來幫助！如果您還想了解更多關于引線鍵合可靠性測試、失效形式，推拉力測試機怎么使用、廠家、勾證、怎么校準、原理、技術要求和測試類型等問題，歡迎您關注我們，也可以給我們私信和留言，科準測控技術團隊為您免費解答！
