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AEC-Q文件,是芯片开展车规等级验证的重要标准和指导文件,本文将重点对C组的第2项WBP-WireBondPull绑线拉力项目进行介绍。
AECQ表2C组验证内容
WireBondPull-WBP绑线拉力
我们先看一下表格中内容的含义。
表格中信息介绍和解读
表格中的信息给出,WBP的分类是C2,Notes中包含了H、P、D、G也就是说要求密封器件、塑封器件、破坏性测试、承认通用数据。
需求的样品数量是至少5颗样品,每个样品选择30根线。
接受标准是CPK≥1.67和TC(A4验证项目)之后0失效;
参考文件是MIL-STDMethod和AECQ;
附加需求:
条件C或D。对于直径≥1mil的金线,TC后最小拉力拉力强度要=3克。对于金线直径<1mil,参照MIL-STD-Method中的图-1最小拉强度的指导原则。对于Au线径<1mil,线键拉应在球键上方,而不是在中线处。
我们先看一下MIL-STD-Method这个文件的内容:
MIL-STD-KMethodBONDSTRENGTH介绍
1目的
该测试的目的是测量粘结强度,评估粘结强度分布,或确定是否符合适用收购文件规定的粘结强度要求。该测试可应用于通过焊接、热压、超声波或相关技术连接的微电子器件封装中的线-Die键合、线-衬底键合或线-封装引线键合。它也可以应用于器件外部的键合,如从器件终端到基板或配线板的键合,或在非线键合器件配置中,如梁引线或倒装芯片设备中,用于Die和基板之间的内部键合。
2仪器
此项测试的仪器应包括适当的工具和设备,在指定的测试条件下将指定的应力施加到键合、引线或端子上。施加应力的克力(gf)的校准测量和指示应由能够测量两倍于规定的最小限值的应力的设备提供,其精度为±5%或±0.3gf,以更大的公差为准。
3测试过程
测试应使用与特定器件结构一致的适用接受文件中规定的测试条件进行。所有的粘接拉力都应被计数,并应遵守规定的抽样、验收和添加的样品规定(如适用)。除非另有规定,对于条件A、C和D,粘结强度测试指定的样本数应确定最小样本数,该样本数应根据所要完成的粘结拉拔的最小数量,而不是样品中完整器件的数量,除非所需的粘结拉拔数量应从至少4个器件中随机选择。
根据测试条件D、F、G和H的键拉,当涉及两个或两个以上键时,根据键的强度和样本量的目的,应视为单次拉。除非另有规定,对于条件F、G和H,规定的样本量数量应确定待测Die的数量(而不是粘结)。对于混合或多芯片器件(所有条件),至少4个Die或使用所有Die,如果没有4个可用样品至少确保2个完整的器件。如果Die下面、上面或周围有任何粘合剂、密封剂或其他材料,如为了增加表观粘结强度,应在应用这些工艺前进行粘结强度测试。应观察粘结失效所需的应力,并将失效点的物理位置记录为所列类别之一(见3.2.1)。
当倒装芯片或波束引线芯片连接到没完成器件的衬底上时,应适用以下条件:
a.用于本次测试的芯片样本应随机从其拟代表的完整器件中使用的相同芯片群体中选取。
b.用于本次测试的芯片应与已完成的器件在同一台粘接设备上进行粘接,并在完成的设备粘接的时间内进行。
c.测试芯片衬底的加工、金属化和处理应与已完成的器件衬底相同,且在加工已完成的器件衬底的同一时间段内。
3.1试验条件:
3.1.1试验条件A-粘结剥离。
此测试通常用于器件封装外部的键。引线或端子和器件封装应以这样一种方式夹紧或夹紧,即引线或端子与板或基板之间以指定的角度施加剥落应力。除非另有说明,90度角应使用。当发生失效时,应记录导致失效的力和失效类别。
3.1.2试验条件C-拉丝(单键)。
这种测试通常用于微电子器件的模具或衬底和引线框架的内部键。连接Die或衬底的导线应切断,以便提供两端可用于拉力试验。在短线运行的情况下,可能有必要切断靠近一个终端的电线,以便允许在另一个终端进行拉力测试。金属丝应在合适的装置中夹紧,并在金属丝或装置(夹紧金属丝)上施加简单的拉拔动作,使力大致垂直于Die或基板表面。当发生失效时,应记录导致失效的力和失效类别。
3.1.3试验条件D—拉线(双键)。
此过程与测试条件C相同,除了拉力是通过在引线下插入一个钩子(连接到模具、衬底或头部或两端)施加的,同时夹紧器件,钩子接触跨中线和环尖之间的线,而不会造成不利的绑线变形(对于向前的楔和球键,这将是在跨中和模具边缘之间:对于反向连接,这将是在跨中和包边缘之间)和拉力应用于垂直方向的Die或基板表面。如图-1所示。当发生失效时,应记录导致失效的力和失效类别。图-2可用于表i中未指定的线径。对于线径或等效截面>0.英寸,如果钩不适合在线下,可以使用合适的夹子代替钩。
3.1.4试验条件F-粘结剪切(倒装切片)。
这种测试通常用于半导体模具和衬底之间的内部键合,半导体Die以表面键合的形式附着在衬底上。它也可用于测试衬底与安装有Die的中间载流子或次级衬底之间的粘结。适当的工具或楔子应与Die(或载体)接触的点刚好在初级基板之上,并施加垂直于Die(或载体)的边缘和平行于初级基板的力,以引起剪切粘结失效。当发生失效时,应记录失效时的力和失效类别。
3.1.5试验条件G-推离试验(梁导)。
该测试通常用于过程控制,并用于连接到特殊制备的衬底上的半导体Die样品。因此,它不能用于生产或检验批次的随机抽样。应采用含孔的金属基板。孔应有适当的中心,应足够大,以提供推动工具的间隙,但不能大到干扰粘接区域。推工具应该足够大,以尽量减少测试期间的器件开裂,但不能大到接触锚连接区域的梁引线。按以下步骤进行推入测试:基板应被牢牢握住,推入工具插入孔中。推动工具与硅装置的接触应不产生明显的冲击(小于0.01英寸/分钟(0.毫米/分钟),并以恒定的速度对粘合装置的底面施加压力。当发生失效时,应记录失效时的力和失效类别。
3.1.6试验条件H-拉拔试验(横梁引线)。
这种测试通常是在样品的基础上对已经粘接在陶瓷或其他合适的基板上的梁引线器件进行。校准的拉拔装置(见2)应包括一个拉拔杆(例如,镍铬或科瓦线的电流回路),以连接梁导模背面(顶部)的硬固化粘合剂材料(例如,热敏聚醋酸乙烯树脂胶)。基板应牢固地安装在脱扣夹具中,脱扣杆应与粘接材料有牢固的机械连接。设备应在法线5度以内被拉,至少计算力(见3.2),或直到模具位于基板上方2.54mm(0.10英寸)处。当发生失效时,应记录失效时的力、计算出的力极限和失效类别。
3.2失效标准
在小于表一所示的试验条件、成分和结构所要求的最小粘结强度的施加应力下,任何粘结拉力导致分离,应构成失效。
表1最低的拉力强度
注释:
1/对于未规定的绑线直径,用图-2的曲线确定键拉极限。
2/对于带状线,使用与被测带状线截面积相同的等效圆线直径。
3/对于G或H条件,粘结强度应由粘结前的破碎力除以公称梁宽度之和确定。
图-1键合拉力实验钩子放置位置
图-2最小的拉力限制
注:最小结合强度应从表I中取,图-2可用于表I中未指定的线径。
图-3绑线链接角度
图-4水平绑线链接拉力测试
本文对AEC-QC组的第2项内容WBP绑线键合拉力项目进行了介绍和解读,希望对大家有所帮助。
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