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金絲鍵合可靠性優化:化學鍍鎳鈀金電路板的推拉力測試分析-蘇州榴莲视频成版APP下载測控有限公司




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金絲鍵合可靠性優化:化學鍍鎳鈀金電路板的推拉力測試分析

作者:榴莲视频成视频人APP    來源:www.kztest.com.cn   發布時間:

在微組裝工藝中,化學鍍鎳鈀金(ENEPIG)工藝因其優異的抗“金脆”和“黑焊盤”性能,成為高可靠性電子封裝的關鍵技術。然而,其鍵合強度的長期可靠性仍需係統驗證。本文榴莲视频成版APP下载測控小編將基於Alpha W260推拉力測試機,結合破壞性力學測試與高溫加速試驗,對ENEPIG焊盤的金絲鍵合性能進行全麵分析,為行業提供數據支撐和工藝優化方向。

 

一、測試原理與標準

1鍵合強度測試原理

破壞性鍵合拉力測試:通過垂直拉伸鍵合絲至斷裂,評估鍵合絲與焊盤的結合強度(單位:cN)。

第一鍵合點剪切力測試:水平剪切第一鍵合點(球焊點),量化焊盤與金球的界麵強度(單位:cN)。

元素擴散分析:通過高溫加速試驗(300℃烘焙),利用SEM/EDS檢測NiCu等元素的擴散深度,評估長期可靠性。

2參考標準

MIL-STD-883H:微電子器件鍵合強度測試方法。

IPC-J-STD-002D:焊接電氣和電子元件引線的可焊性測試。

DOD-STD-2000-1B:鍍金層厚度與焊接工藝規範。

二、測試設備與材料

1儀器設備

Alpha W260推拉力測試機 

多軸運動控製:X/Y/Z三軸精密定位

智能測試軟件:支持自動測試、數據統計和CPK分析

儀器配備專用鍵合拉力測試夾具,可實現對鍵合線的非破壞性和破壞性測試。

高精度光學定位係統,確保測試位置準確性。

輔助設備:等離子清洗機、高溫烘箱、SEM/EDS分析儀。

2測試材料

基板類型:

ENEPIG基板:Ni5μm/Pd0.1μm/Au0.03μm)。

ENIG基板(對比組):Ni5μm/Au1μm)。

鍵合絲:直徑25μm高純金絲(純度≥99.99%)。

 

三、測試流程

步驟一、樣品製備

1鍵合工藝:

使用全自動鍵合機,參數統一(超聲功率40kHz、壓力0.5N、時間20ms)。

每類基板鍵合50根金絲,確保弧度與長度一致。

2加速老化試驗:

分組烘焙:300/1h300/8h,模擬長期高溫服役環境。

步驟二、力學性能測試

1破壞性拉力測試:

測試點:鍵合絲弧頂(圖2)。 

 

速度:0.5mm/s,記錄斷裂力及失效模式(頸縮或界麵脫落)。

第一鍵合點剪切力測試:

剪切工具:50μm寬平頭刀片,速度100μm/s

記錄剪切力及焊盤金殘留麵積(圖7)。 


步驟三、失效分析

切片與SEM/EDS

垂直切割鍵合點,拋光後觀察界麵形貌。

掃描NiCu元素擴散路徑(圖10-14)。

粗糙度檢測:白光幹涉儀測量焊盤表麵Ra值。

步驟四、結果與討論

1力學數據對比

2可靠性結論

ENEPIG鍵合強度:初始剪切力略低於ENIG,但高溫擴散後強度提升(Ni擴散增強界麵結合)。

長期可靠性:Ni/Cu擴散深度可控(<10μm),無分層風險,滿足高可靠需求。

 

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