您現(xiàn)在的位置：首頁 > 檢測項目 > 其他檢測

鍵合絲檢測

1對1客服專屬服務(wù)，免費制定檢測方案，15分鐘極速響應(yīng)

可選形式：電子報告紙質(zhì)報告

可選語言：中文報告英文報告

發(fā)布時間：2025-03-11 17:58:46 更新時間：2025-03-10 18:00:12

點擊：0

作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

鍵合絲（Bonding Wire）是半導(dǎo)體封裝中連接芯片與引線框架的核心材料，其檢測需圍繞 材料性能、鍵合強度、幾何尺寸及可靠性 等核心指標(biāo)展開，依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)（如MIL-STD-883、JEDEC J-STD-002）及行業(yè)規(guī)范（如GB/T 4937-2023《半導(dǎo)體器件機械和氣候試驗方法》），確保其在高溫、高濕、振動等嚴(yán)苛環(huán)境下的長期穩(wěn)定性。以下是系統(tǒng)化的檢測方案與操作指南：

一、核心檢測項目與標(biāo)準(zhǔn)

檢測類別	關(guān)鍵參數(shù)	檢測方法	標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
材料特性	純度（金絲≥99.99%）、晶粒尺寸（≤5μm）、表面氧化層（≤2nm）	電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）、透射電鏡（TEM）	ASTM B798-22
力學(xué)性能	抗拉強度（金絲≥150MPa）、延伸率（≥4%）、硬度（維氏HV 30~50）	微拉力測試機（0~50g）、納米壓痕儀（Bruker）	JEDEC J-STD-002
幾何尺寸	直徑公差（±3%）、橢圓度（≤1%）、表面粗糙度（Ra≤0.1μm）	激光測徑儀（Keyence LS-9000）、白光干涉儀	SEMI G32-0218
鍵合強度	拉力強度（≥5g/mil）、剪切強度（≥8g/mil）	拉力測試機（Dage 4000）、剪切測試夾具	MIL-STD-883 Method 2011.9
可靠性測試	高溫存儲（150℃×1000h）、溫循（-55℃~125℃, 1000次）	高低溫試驗箱（ESPEC）、冷熱沖擊機（Thermotron）	JESD22-A104

二、檢測方法詳解

1. 鍵合拉力測試（Pull Test）

步驟：
1. 使用鉤針垂直鉤住鍵合絲弧頂，以0.1mm/s速率施加拉力至斷裂。
2. 記錄最大拉力值（F），計算單位長度強度：拉力強度(g/mil)=Fd(d為鍵合絲直徑)拉力強度(g/mil)=dF?(d為鍵合絲直徑)
- 判定：金絲≥5g/mil，銅絲≥8g/mil。

2. 鍵合剪切測試（Shear Test）

步驟：
1. 將剪切工具水平推壓鍵合點，記錄剪切力（F_s）。
2. 計算剪切強度：剪切強度(g/mil)=Fsd剪切強度(g/mil)=dFs??
- 判定：金絲≥8g/mil，銅絲≥12g/mil。

3. 表面氧化層分析（TEM）

制樣：
1. 聚焦離子束（FIB）切割鍵合絲橫截面，制備超薄樣品（厚度≤100nm）。
2. TEM觀察氧化層厚度及晶界結(jié)構(gòu)，EDS分析元素分布。

三、國際與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)限值

參數(shù)	MIL-STD-883（美國軍用）	JEDEC J-STD-002（國際）
金絲純度 ≥99.99%（4N）	≥99.99%（4N）	≥99.99%（4N）
抗拉強度 ≥150MPa（直徑25μm）	≥120MPa（直徑38μm）	≥180MPa（高可靠性）
溫循失效標(biāo)準(zhǔn) 電阻變化≤10%、無斷裂	鍵合點脫落≤5%	鍵合絲斷裂≤3%

四、檢測設(shè)備與工具

設(shè)備/工具	用途	推薦型號
微拉力測試機	鍵合絲拉力與剪切強度測量	Nordson DAGE 4000 Plus（0.1g分辨率）
激光測徑儀	鍵合絲直徑與橢圓度在線檢測	Keyence LS-9000（±0.1μm精度）
透射電鏡（TEM）	微觀結(jié)構(gòu)分析與氧化層厚度測量	FEI Talos F200X（STEM模式）
X射線檢測儀	鍵合點形貌與空洞缺陷檢測	Nordson YXLON FF35（3D CT掃描）
冷熱沖擊試驗箱	溫度循環(huán)與高溫高濕可靠性測試	ESPEC TSA-71S（-70℃~+150℃）

五、常見問題與解決方案

問題	原因分析	優(yōu)化措施
鍵合點脫落	表面污染或超聲能量不足	增加等離子清洗（Ar/O?）、提高超聲功率（30~50kHz）
頸部斷裂（Neck Break）	鍵合絲直徑不均或退火工藝不當(dāng)	優(yōu)化拉絲工藝（控速±1%）、增加退火時間（300℃×2h）
氧化層過厚	儲存環(huán)境濕度高或材料純度低	充氮氣密封包裝（O?≤0.1%）、改用5N高純金絲
溫循后電阻升高	鍵合界面微裂紋或金屬間化合物生長	優(yōu)化鍵合溫度（150~250℃）、添加擴散阻擋層（Ni/Pd）

六、應(yīng)用場景與檢測建議

高密度封裝（金絲鍵合）：
- 必檢項：直徑一致性（±1μm）、頸部強度（≥4g/mil）、溫循后鍵合點形貌（SEM檢測無裂紋）。
- 建議：采用低弧度鍵合（弧高≤100μm）減少應(yīng)力集中。
功率器件（銅絲鍵合）：
- 重點檢測：抗電遷移能力（電流密度≥1×10? A/cm²）、高溫存儲后界面IMC厚度（≤3μm）。
汽車電子（鋁絲鍵合）：
- 增測項：振動試驗（20~2000Hz，50Grms）、鹽霧腐蝕（96h，鍵合電阻變化≤5%）。

七、認(rèn)證與合規(guī)性

國際認(rèn)證：
- AEC-Q100：車規(guī)級鍵合絲需通過Grade 1（-40℃~+125℃）或Grade 0（-40℃~+150℃）認(rèn)證。
- JEDEC：提交JESD22系列可靠性測試報告（如THB、HAST）。
國內(nèi)認(rèn)證：
- GB/T 4937：適用于消費電子與工業(yè)級半導(dǎo)體器件，需通過溫循、濕熱、機械沖擊等測試。

通過系統(tǒng)化檢測，可確保鍵合絲在半導(dǎo)體封裝中的高可靠性與長壽命。建議：