CN110504182B - 一种引线键合可靠性检测系统及方法 - Google Patents

一种引线键合可靠性检测系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110504182B
CN110504182B CN201910789825.9A CN201910789825A CN110504182B CN 110504182 B CN110504182 B CN 110504182B CN 201910789825 A CN201910789825 A CN 201910789825A CN 110504182 B CN110504182 B CN 110504182B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bonding
chip
lead
force
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910789825.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110504182A (zh
Inventor
任万春
蔡少峰
李科
邓波
陈凤甫
李力
吕晓英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Mincheng Electronics Co ltd
Original Assignee
Sichuan Liptai Electronic Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Liptai Electronic Co ltd filed Critical Sichuan Liptai Electronic Co ltd
Priority to CN201910789825.9A priority Critical patent/CN110504182B/zh
Publication of CN110504182A publication Critical patent/CN110504182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110504182B publication Critical patent/CN110504182B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67138—Apparatus for wiring semiconductor or solid state device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

本发明提供的一种引线键合可靠性检测系统及方法，涉及精密焊接技术领域，其中系统由传感器夹具、施力驱动模块、处理控制单元、数据处理模块以及电源模块组成，该系统结合安装于微型力传感器上的芯片，形成一套最大键合强度、破坏性可靠性与非破坏性可靠性测试的方法，模拟芯片的应用能准确模拟引线键合过程的材料场景，避免采用芯片成品进行破坏性测试造成的高成本；直接用于键合非破坏或破坏力大小测试，评估键合质量与可靠性，无需其它专用检测设备。

Description

一种引线键合可靠性检测系统及方法
技术领域
本发明涉及精密焊接技术领域，具体而言，涉及一种引线键合可靠性检测系统及方法。
背景技术
引线键合是目前主流的电子封装技术，是IC芯片互连中最重要的技术之一；提供芯片与基板间引脚的互连；通过压电换能器产生的超声振动和键合工具压力的作用，将引线(金丝或铝丝)键合到芯片底端焊盘上，从而将芯片与基板的电路连接在一起的技术。键合点质量的好坏将直接影响IC芯片的性能，一个微小的键合点故障将可能导致整个IC芯片失效。超声引线键合过程中由于扯线过猛、线夹故障等原因而易导致引线断折的检测，因此，为保证键合点质量，必须对键合质量进行检测。
现有技术中，对引线键合的可靠性检测多是基于以下方法：
(1)形貌检测。包括通过键合点的局部形貌来判断键合质量，或者通过全局或透射方法来发现键合缺陷。这类方法只能定性分析引线键合的可靠性，无法提供定量的比较依据和统一的判断标准，对经验要求较高，具有一定的主观性和随意性。
(2)电学方法。通过测量包含引线键合在内的电路，通过电路参数(电阻、电流等)来判断引线键合的质量和可靠性；还可以通过检测键合过程中超声发生器的电学参数变化来判断键合工艺的可靠性。这两类都属于间接的测试方法，容易受其他因素的影响而造成误判。
(3)机械检测方法。通过超声或电磁共振等方法，可以实现引线键合的非破坏性可靠测试，但这种方法缺乏统一标准；此外还有高压空气吹检来定性测试，也可以通过检测工艺过程中焊球的压力来评价工艺的稳定性。最常用的引线键合方法是引线拉力法和球剪切力法，它具有严格的标准，操作性强，可以直接对引线键合质量做出评价。相比球剪切力法只是测试键合球点处的键合可靠性，引线拉力法可以完整地评价包括两个键合点和键合线在内的整个引线键合单元的可靠性。目前基于多传感器的破坏力测试，由于采用专用电路和测试结构的多传感器测试，因此成本高且复杂。
发明内容
本发明在于提供一种引线键合可靠性检测系统及方法，其能够缓解上述问题。
本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种引线键合可靠性检测系统，其包括：
传感器夹具，其为电动夹具，用于固定微型力传感器；
施力驱动模块，其包括电动拉力机以及用于拉住键合引线的拉钩，所述拉钩连接在所述电动拉力机的施力端头；
处理控制单元，其与所述传感器夹具以及所述电动拉力机电连接，分别用于控制所述传感器夹具的夹紧/松开动作以及控制所述电动拉力机对键合引线施加拉力；
数据处理模块，其与所述处理控制单元电连接，用于接收并分析来自所述处理控制单元的数据，以及储存、显示所接收的数据和数据分析后得到的数据；
电源模块，用于为所述处理控制单元、所述数据处理模块、所述电动拉力机以及所述传感器夹具供电。
本技术方案的技术效果是：采用该系统并结合微型力传感器，能够对键合芯片进行引线键合拉力测试，操作方便，测试结果可靠性高。
可选地，所述电动拉力机的拉力施加方向由下至上，所述拉钩处于垂悬状态。
本技术方案的技术效果是：电动拉力机的这种立式结构选择，能够节约设备占地面积。
可选地，所述传感器夹具固定于所述拉钩的正下方，利于装配固定微型力传感器。
第二方面，本发明提供了一种引线键合可靠性检测方法，其采用了上述引线键合可靠性检测系统，并包括以下步骤：
S1、采用所述引线键合可靠性检测系统结合微型力传感器对合格芯片进行多次引线键合拉力测试，并测得多个合格芯片键合引线中间点的最大拉断力，根据多个合格芯片键合引线的最大拉断力求得最大键合强度X以及标准差σ；
S2、采用所述引线键合可靠性检测系统结合微型力传感器对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试或者非破坏性拉力测试；
在对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试时，对模拟芯片键合引线中间点施加拉力，如果模拟芯片键合引线中间点的最大拉断力F≥X，则模拟芯片引线键合检测合格，如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格；
在对模拟芯片进行引线键合非破坏性拉力测试时，对模拟芯片键合引线中间点施加拉力f，直至f＝(X-3σ)/A，A非破坏性筛选系数，此时如果模拟芯片键合引线没被破坏，则模拟芯片引线键合检测合格，如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格。
本技术方案的技术效果是：将模拟芯片检测结果与真实的合格芯片测试结果横向对比研究，能够计算出因模拟芯片与产品芯片之间的结构差别所引起的测量误差，并予以补偿；模拟芯片的引线键合测试作为产品引线键合工艺稳定性的监测手段，通过长期数据收集，纵向比较最大键合强度等可靠性关键参数，监测芯片引线键合工艺的稳定性；整个引线键合可靠性检测过程，不易受外界因素影响，能够提供定量的比较依据和统一的判断标准，对经验要求较低，检测过程中，所用传感器数量少，且采用模拟芯片替代真实的产品芯片来进行芯片引线键合可靠性检测，能够大大的降低检测成本。
具体地，所述步骤S1中，对合格芯片进行引线键合拉力测试的方法具体包括以下步骤：
S11、在合格芯片上引线键合；
S12、将键合合格芯片固定在一微型力传感器的力检测面；
S13、将带有键合合格芯片的微型力传感器固定在传感器夹具上，并将其与处理控制单元电连接；
S14、用拉钩钩住键合合格芯片的键合引线的中间部；
S15、电动拉力机的施力端头逐渐加大对键合引线的拉力；
S16、如果合合格芯片的键合引线破坏，则继续执行步骤S17，否则跳转至S15；
S17、处理控制单元记录微型力传感器测得的最大拉断力。
具体地，所述步骤S2中，对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试的方法具体包括以下步骤：
a1、在模拟芯片上引线键合；
a2、将键合模拟芯片固定在一微型力传感器的力检测面；
a3、将带有键合模拟芯片的微型力传感器固定在传感器夹具上，并将其与处理控制单元电连接；
a4、用拉钩钩住键合模拟芯片的键合引线的中间部；
a5、电动拉力机的施力端头逐渐加大对键合引线的拉力；
a6、如果键合引线破坏，则继续执行步骤a7,否则跳转至a5；
a7、处理控制单元记录微型力传感器测得的最大拉断力，如果最大拉断力F≥X，则模拟芯片引线键合检测合格，检测结束，否则继续执行步骤a8；
a8、如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格，检测结束，如果模拟芯片键合引线端部的颈缩点破坏，则跳转至步骤a1。
具体地，所述步骤S2中，对模拟芯片进行引线键合非破坏性拉力测试的方法具体包括以下步骤：
b1、在模拟芯片上引线键合；
b2、将键合模拟芯片固定在一微型力传感器的力检测面；
b3、将带有键合模拟芯片的微型力传感器固定在传感器夹具上，并将其与处理控制单元电连接；
b4、用拉钩钩住键合模拟芯片的键合引线的中间部；
b5、电动拉力机的施力端头逐渐加大对键合引线的拉力；
b6、处理控制单元记录微型力传感器测得的拉力f，如果f＝(X-3σ)/A,则继续执行步骤b7，否则跳转至步骤b5；
b7、如果模拟芯片键合引线破坏，则继续执行步骤b8，否则模拟芯片引线键合检测合格，检测结束；
b8、如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格，检测结束，如果模拟芯片键合引线端部的颈缩点破坏，则跳转至步骤b1。
可选地，当芯片上的键合引线中间点或者端部键合点破坏并需要再次检测时，需要更换新的微型力传感器。
可选地，所述模拟芯片的引线框架为通过沉积法在微型力传感器上沉积的铜层，所述模拟芯片的芯片部为通过沉积法在铜层上表面沉积的铝层，所述铜层和所述铝层的厚度均大于500nm。
本技术方案的技术效果是：模拟芯片的这种制作方式，利于取材，而且成本低廉。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明所述引线键合可靠性检测系统的结构示意框图，其中键合芯片代表键合模拟芯片或者键合合格芯片；
图2是本发明所述引线键合可靠性检测系统机械部分的布局示意图；
图3是本发明获取合格芯片键合引线的最大键合强度以及键合强度标准差的流程图；
图4是本发明对模拟芯片进行引线键合破坏可靠性检测的流程图；
图5是本发明对模拟芯片进行引线键合非破坏可靠性检测的流程图。
附图标记汇总：
1-处理控制单元；2-拉钩；3-电动拉力机；4-数据处理模块；5-键合引线；6-微型力传感器；7-传感器夹具；8-电源模块；9-键合芯片；10-芯片部；11-引线框架。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参照图1和图2，本实施例提供了一种引线键合可靠性检测系统，其包括：
传感器夹具7，其为电动夹具，用于固定微型力传感器；
施力驱动模块，其包括电动拉力机3以及用于拉住键合引线的拉钩2，所述拉钩2连接在所述电动拉力机3的施力端头；
处理控制单元1，其与传感器夹具7以及电动拉力机3电连接，分别用于控制传感器夹具7的夹紧/松开动作以及控制电动拉力机3对键合引线施加拉力；
数据处理模块4，其与处理控制单元1电连接，用于接收并分析来自处理控制单元1的数据，以及储存、显示所接收的数据和数据分析后得到的数据；
电源模块8，用于为处理控制单元1、数据处理模块4、电动拉力机3以及传感器夹具7供电。
在本实施例中，处理控制单元1用于实现对测试系统的其它单元和接口的控制，其可以选择单片机、微处理器(MCU)或中央处理器(CPU)，本实施例选用MICROCHIP的微处理器芯片，该公司芯片具有高安全性和高可靠性等优点。
在本实施例中，施力驱动模块用于测试系统可靠性测试提供稳定的力输出，其电动拉力机3为现有技术的成熟产品，包括立式和卧式结构，本实施例中选用立式，其具体结构不做详细说明，用于精确稳定的提供由下至上的拉力。
在本实施例中，电源模块8用以与其它各单元和接口电气连接并提供工作电源，主要有三种供电方式，一是USB供电、二是锂电池供电、三是外接电源供电。
实施例2
针对实施例1中的电动拉力机3，其拉力施加方向由下至上，拉钩2处于垂悬状态。
实施例3
针对实施例1中的传感器夹具7，将其固定于拉钩2的正下方，利于装配固定微型力传感器。
实施例4
请参照图1至图5，本实施例提供了一种引线键合可靠性检测方法，其采用了实施例1所示的引线键合可靠性检测系统，并包括以下步骤：
S1、采用所述引线键合可靠性检测系统结合微型力传感器对合格芯片进行多次引线键合拉力测试，并测得多个合格芯片键合引线中间点的最大拉断力，根据多个合格芯片键合引线的最大拉断力求得最大键合强度X以及标准差σ；
S2、采用所述引线键合可靠性检测系统结合微型力传感器对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试或者非破坏性拉力测试；
在对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试时，对模拟芯片键合引线中间点施加拉力，如果模拟芯片键合引线中间点的最大拉断力F≥X，则模拟芯片引线键合检测合格，如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格；
在对模拟芯片进行引线键合非破坏性拉力测试时，对模拟芯片键合引线中间点施加拉力f，直至f＝(X-3σ)/A，A非破坏性筛选系数，此时如果模拟芯片键合引线没被破坏，则模拟芯片引线键合检测合格，如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格。
在本实施例中，微型力传感器用于测量引线键合可靠性测试过程中的力参数，并将该力参数传输给处理控制单元1，微型力传感器所选型号为GZP2009；数据处理模块4将微型力传感器输出的数据可视化，存储最大键合强度、非破坏性测试标准等数据，通过长期的数据积累和分析，评价引线键合工艺的稳定性、键合可靠性等。
在本实施例中，非破坏性筛选系数A的大小取决于引线键合的金属丝材质，《半导体分立器件实验方法(GJB128A-97)》国家标准中规定，退火的99.999％纯铝金属丝，A取为数值3，其余情况可以取数值2。
在本实施例中，选择破坏性拉力测试方法和非破坏性拉力测试方法中的其中一种对模拟芯片进行引线键合可靠性测试，破坏性拉力测试方法只能用于抽样检测，非破坏性拉力测试方法可以对所有芯片的引线键合工艺的可靠性进行测试。
在本实施例中，合格芯片指的是设计有相关电路的合格的成品芯片。
在本实施例中，利用精确可靠的引线键合可靠性检测系统，结合安装于微型力传感器上的芯片，形成一套最大键合强度、破坏性可靠性与非破坏性可靠性测试的方法，与现有技术相比，具有以下优势：
1)模拟芯片能准确模拟引线键合过程的材料场景，避免采用芯片成品(具有电路等部件)进行破坏性测试造成的高成本；
2)直接用于键合非破坏或破坏力大小测试，评估键合质量与可靠性，无需其它专用检测设备。
实施例5
请参照图3，针对实施例4中的步骤S1，其中对合格芯片进行引线键合拉力测试的方法具体包括以下步骤：
S11、在合格芯片上引线键合；
S12、将键合合格芯片固定在一微型力传感器6的力检测面；
S13、将带有键合合格芯片的微型力传感器6固定在传感器夹具7上，并将其与处理控制单元1电连接；
S14、用拉钩2钩住键合合格芯片的键合引线5的中间部；
S15、电动拉力机3的施力端头逐渐加大对键合引线5的拉力；
S16、如果合合格芯片的键合引线5破坏，则继续执行步骤S17，否则跳转至S15；
S17、处理控制单元1记录微型力传感器6测得的最大拉断力。
实施例6
请参照图4，针对实施例4中的步骤S2，其中对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试的方法具体包括以下步骤：
a1、在模拟芯片上引线键合；
a2、将键合模拟芯片固定在一微型力传感器6的力检测面；
a3、将带有键合模拟芯片的微型力传感器6固定在传感器夹具7上，并将其与处理控制单元1电连接；
a4、用拉钩2钩住键合模拟芯片的键合引线5的中间部；
a5、电动拉力机3的施力端头逐渐加大对键合引线5的拉力；
a6、如果键合引线5破坏，则继续执行步骤a7,否则跳转至a5；
a7、处理控制单元1记录微型力传感器6测得的最大拉断力，如果最大拉断力F≥X，则模拟芯片引线键合检测合格，检测结束，否则继续执行步骤a8；
a8、如果模拟芯片键合引线5端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格，检测结束，如果模拟芯片键合引线5端部的颈缩点破坏，则跳转至步骤a1。
在本实施例中，施加力直至键合引线5破坏，破坏点位置可能包含5种情况：(1)第一颈缩点断裂；(2)第二颈缩点断裂；(3)第一键合点界面处断开；(4)第二键合点界面处断开；(5)引线中间断裂。当最大拉断力F小于X，需要观察键合线断离的具体情况，如果断离位置在键合点处，则可模拟芯片引线键合检测不合格，若在颈缩点断裂，则需要再次测量确认可靠性。
实施例7
请参照图5，针对实施例4中的步骤S2，其中对模拟芯片进行引线键合非破坏性拉力测试的方法具体包括以下步骤：
b1、在模拟芯片上引线键合；
b2、将键合模拟芯片固定在一微型力传感器6的力检测面；
b3、将带有键合模拟芯片的微型力传感器6固定在传感器夹具7上，并将其与处理控制单元1电连接；
b4、用拉钩2钩住键合模拟芯片的键合引线5的中间部；
b5、电动拉力机3的施力端头逐渐加大对键合引线5的拉力；
b6、处理控制单元1记录微型力传感器6测得的拉力f，如果f＝(X-3σ)/A,则继续执行步骤b7，否则跳转至步骤b5；
b7、如果模拟芯片键合引线5破坏，则继续执行步骤b8，否则模拟芯片引线键合检测合格，检测结束；
b8、如果模拟芯片键合引线5端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格，检测结束，如果模拟芯片键合引线5端部的颈缩点破坏，则跳转至步骤b1。
在本实施例中，如果模拟芯片键合引线5破坏，需要观察键合引线5断离的具体情况，如果断离位置在键合点处，则模拟芯片引线键合检测不合格，若在颈缩点断裂，则需要再次测量确认可靠性。
实施例8
针对实施例4中微型力传感器的使用方式，当芯片上的键合引线5中间点或者端部键合点破坏并需要再次检测时，需要更换新的微型力传感器。
实施例9
针对实施例4中模拟芯片的构成，模拟芯片的引线框架11为通过沉积法在微型力传感器上沉积的铜层，模拟芯片的芯片部10为通过沉积法在铜层上表面沉积的铝层，铜层和所述铝层的厚度均大于500nm。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种引线键合可靠性检测系统，其特征在于，包括：
传感器夹具，其为电动夹具，用于固定微型力传感器；
施力驱动模块，其包括电动拉力机以及用于拉住键合引线的拉钩，所述拉钩连接在所述电动拉力机的施力端头；
处理控制单元，其与所述传感器夹具以及所述电动拉力机电连接，分别用于控制所述传感器夹具的夹紧/松开动作以及控制所述电动拉力机对键合引线施加拉力；
数据处理模块，其与所述处理控制单元电连接，用于接收并分析来自所述处理控制单元的数据，以及储存、显示所接收的数据和数据分析后得到的数据；
电源模块，用于为所述处理控制单元、所述数据处理模块、所述电动拉力机以及所述传感器夹具供电，其具体为：
S1、采用所述引线键合可靠性检测系统结合微型力传感器对合格芯片进行多次引线键合拉力测试，并测得多个合格芯片键合引线中间点的最大拉断力，根据多个合格芯片键合引线的最大拉断力求得最大键合强度X以及标准差σ；
S2、采用所述引线键合可靠性检测系统结合微型力传感器对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试或者非破坏性拉力测试；
在对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试时，对模拟芯片键合引线中间点施加拉力，如果模拟芯片键合引线中间点的最大拉断力F≥X，则模拟芯片引线键合检测合格，如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格；
在对模拟芯片进行引线键合非破坏性拉力测试时，对模拟芯片键合引线中间点施加拉力f，直至f＝(X-3σ)/A，A非破坏性筛选系数，此时如果模拟芯片键合引线没被破坏，则模拟芯片引线键合检测合格，如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格；
对合格芯片进行引线键合拉力测试的方法具体包括以下步骤：
S11、在合格芯片上引线键合；
S12、将键合合格芯片固定在一微型力传感器的力检测面；
S13、将带有键合合格芯片的微型力传感器固定在传感器夹具上，并将其与处理控制单元电连接；
S14、用拉钩钩住键合合格芯片的键合引线的中间部；
S15、电动拉力机的施力端头逐渐加大对键合引线的拉力；
S16、如果合合格芯片的键合引线破坏，则继续执行步骤S17，否则跳转至S15；
S17、处理控制单元记录微型力传感器测得的最大拉断力。
2.根据权利要求1所述的引线键合可靠性检测系统，其特征在于，所述电动拉力机的拉力施加方向由下至上，所述拉钩处于垂悬状态。
3.根据权利要求2所述的引线键合可靠性检测系统，其特征在于，所述传感器夹具固定于所述拉钩的正下方。
4.一种引线键合可靠性检测方法，其特征在于，采用了权利要求1-3任一项所述的引线键合可靠性检测系统。
5.根据权利要求4所述的引线键合可靠性检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，对模拟芯片进行引线键合破坏性拉力测试的方法具体包括以下步骤：
a1、在模拟芯片上引线键合；
a2、将键合模拟芯片固定在一微型力传感器的力检测面；
a3、将带有键合模拟芯片的微型力传感器固定在传感器夹具上，并将其与处理控制单元电连接；
a4、用拉钩钩住键合模拟芯片的键合引线的中间部；
a5、电动拉力机的施力端头逐渐加大对键合引线的拉力；
a6、如果键合引线破坏，则继续执行步骤a7,否则跳转至a5；
a7、处理控制单元记录微型力传感器测得的最大拉断力，如果最大拉断力F≥X，则模拟芯片引线键合检测合格，检测结束，否则继续执行步骤a8；
a8、如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格，检测结束，如果模拟芯片键合引线端部的颈缩点破坏，则跳转至步骤a1。
6.根据权利要求4所述的引线键合可靠性检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，对模拟芯片进行引线键合非破坏性拉力测试的方法具体包括以下步骤：
b1、在模拟芯片上引线键合；
b2、将键合模拟芯片固定在一微型力传感器的力检测面；
b3、将带有键合模拟芯片的微型力传感器固定在传感器夹具上，并将其与处理控制单元电连接；
b4、用拉钩钩住键合模拟芯片的键合引线的中间部；
b5、电动拉力机的施力端头逐渐加大对键合引线的拉力；
b6、处理控制单元记录微型力传感器测得的拉力f，如果f＝(X-3σ)/A,则继续执行步骤b7，否则跳转至步骤b5；
b7、如果模拟芯片键合引线破坏，则继续执行步骤b8，否则模拟芯片引线键合检测合格，检测结束；
b8、如果模拟芯片键合引线端部的键合点破坏，则模拟芯片引线键合检测不合格，检测结束，如果模拟芯片键合引线端部的颈缩点破坏，则跳转至步骤b1。
7.根据权利要求4所述的引线键合可靠性检测方法，其特征在于，当芯片上的键合引线中间点或者端部键合点破坏并需要再次检测时，需要更换新的微型力传感器。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述模拟芯片的引线框架为通过沉积法在微型力传感器上沉积的铜层，所述模拟芯片的芯片部为通过沉积法在铜层上表面沉积的铝层，所述铜层和所述铝层的厚度均大于500nm。
CN201910789825.9A 2019-08-26 2019-08-26 一种引线键合可靠性检测系统及方法 Active CN110504182B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910789825.9A CN110504182B (zh) 2019-08-26 2019-08-26 一种引线键合可靠性检测系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910789825.9A CN110504182B (zh) 2019-08-26 2019-08-26 一种引线键合可靠性检测系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110504182A CN110504182A (zh) 2019-11-26
CN110504182B true CN110504182B (zh) 2022-07-05

Family

ID=68589584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910789825.9A Active CN110504182B (zh) 2019-08-26 2019-08-26 一种引线键合可靠性检测系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110504182B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111323293B (zh) * 2020-03-23 2022-12-06 天津大学 一种温度环境下微电子器件引线键合强度测试夹具
CN114719885B (zh) * 2022-03-29 2024-02-02 兰州空间技术物理研究所 一种长距离跨平面键合金线连接方法
CN118136540B (zh) * 2024-05-06 2024-09-06 深圳中宝新材科技有限公司 应用于金线键合下的应力测试方法及系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52131458A (en) * 1976-04-28 1977-11-04 Mitsubishi Electric Corp Wire bonding device
DE50110953D1 (de) * 2001-11-07 2006-10-19 F & K Delvotec Bondtech Gmbh Prüfverfahren für Bondverbindungen und Drahtbonder
CN103575439B (zh) * 2012-07-20 2015-10-14 中国科学院电工研究所 用于键合引线拉力测试的装置
US9889521B2 (en) * 2014-12-02 2018-02-13 Asm Technology Singapore Pte Ltd Method and system for pull testing of wire bonds
CN105510225A (zh) * 2015-09-04 2016-04-20 中国电子科技集团公司第四十一研究所 键合强度测试方法
CN109900634B (zh) * 2019-02-26 2021-07-30 四川立泰电子有限公司 一种引线键合工艺可靠性监测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110504182A (zh) 2019-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110504182B (zh) 一种引线键合可靠性检测系统及方法
Tee et al. Advanced experimental and simulation techniques for analysis of dynamic responses during drop impact
WO2010113250A1 (ja) 接合品質検査装置及び接合品質検査方法
KR100873532B1 (ko) 트레이스 풀 테스트 방법 및 시스템
CN105655263B (zh) 用于导线键合的拉伸测试的方法和系统
Luan et al. Advanced numerical and experimental techniques for analysis of dynamic responses and solder joint reliability during drop impact
US7950290B2 (en) Apparatus and method for determining failure mode in a shear or pull test device
JP4852041B2 (ja) 剪断試験装置
JP2006041473A (ja) ボンディングプロセスにおける電気性能テストを容易にする為のボンディング配列構造及び同構造を用いたテスト方法
KR20120102230A (ko) 반도체 장치의 검사 장치 및 반도체 장치의 검사 방법
Laor et al. A study on measuring contact resistance of ball bonds on thin metallization
CN109900634B (zh) 一种引线键合工艺可靠性监测方法
US20140103096A1 (en) Wire bonding machine and method for testing wire bond connections
CN102237263A (zh) 监测结合表面反弹的设备和方法、线结合设备及记录介质
US20080265920A1 (en) Probe card
CN113643998B (zh) 一种半导体封装测试系统及方法
US7211995B2 (en) Method and system for detecting electronic component failures
CN113391181A (zh) 一种检测晶圆测试探针卡状态的设备、晶圆结构和方法
JP2000171512A (ja) プリント配線板の導通検査装置
Johnson et al. Using High Speed Shear and Cold Ball Pull to Characterize Lead Free Solder Alloys and Predict Board Level Drop Test Performance
JP2003023039A (ja) ボンディングダメージの計測方法
QIN Wire Bonding Process
JP7462270B2 (ja) デバイス製造装置の検査方法及びデバイス製造装置
JP2006053052A (ja) 検査装置および検査方法
WO2022249262A1 (ja) ワイヤボンディングシステム、検査装置、ワイヤボンディング方法、および、プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221207

Address after: No. 1, Shuangxing Avenue, Huangjia Street, Southwest Airport Economic Development Zone, Shuangliu District, Chengdu, Sichuan 610299

Patentee after: Sichuan mincheng Electronics Co.,Ltd.

Address before: No.88, Yulong road Microelectronics Industrial Park, Suining economic and Technological Development Zone, Sichuan 629000

Patentee before: SICHUAN LIPTAI ELECTRONIC Co.,Ltd.