CN210626295U - 芯片粘接界面剪切强度测试装置 - Google Patents
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Abstract
芯片粘接界面剪切强度测试装置，包括机架、基座、真空吸附平台、真空气道、真空气管、被测器件、推刀和紧固件。在机架上设有基座，基座固定在机架上；真空吸附平台固定在基座上，所述的真空吸附平台内部设有真空气道，外接真空气管，用于吸附固定被测器件；在机架上方的驱动装置设有测试推刀，推刀抵触被测器件以测试粘接界面剪切强度；紧固件通过螺杆连接在基座上，固定被测器件。本实用新型兼具紧固和真空吸附功能，因此即可用于测试传统的电子元器件的粘接界面强度，又可用于测试柔性化微电子元器件的粘接界面强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及到一种多功能芯片粘接界面剪切强度测试装置设计。
背景技术
倒装键合(Flip Chip，FC)是微电子封装中最为常见的一种封装形式，由于倒装键合是直接把芯片以倒扣的方式安装在基板焊盘上，I/O端分布在整个芯片表面，互连引脚即为凸点的高度，因此倒装键合方式具有互连引线最短，电阻小，信号传输延时短，寄生效应小，封装尺寸小，组装密度高等特点，这些特点使得倒装键合技术在封装密度和处理速度上达到顶峰，是芯片封装技术及高密度封装的主流方向。随着微电子封装技术的发展，器件密度越来越高，厚度越来越薄，尺寸越来越小，倒装键合技术逐渐成为当今微电子封装互连主流技术，在各类封装中应用越来越为广泛，封装形式更趋多样化。倒装键合工艺目前主要采用各向异性导电胶(Anisotropic Conductive Adhesive，ACA)作为互连材料，ACA是一种复合材料，主要包含聚合物基体、导电粒子及固化剂。聚合物基体在热压作用下发生固化反应，形成稳定的网状结构，在芯片与基板之间形成稳定可靠的机械连接，导电粒子在热压作用下发生一定的变形，在芯片凸点与基板焊盘之间形成电气连接。相对其他传统的封装工艺，ACA封装工艺有很多优点：(1)满足超细间距要求，密度高，厚度薄；(2)键合温度较低，对器件损伤较小；(3) 可适应不同材质基板，兼容性好；(4)工艺过程简单，无需底部填充与清洗，不含铅，绿色环保；(5)封装成本低，且易于批量化生产。ACA倒装键合技术是一种取代传统的铅锡焊料的绿色封装技术，近些年来得到迅速的发展，被广泛应用于液晶显示器(LCD)、平板显示器 (FPD)、个人数字助理(PDA)，平板电脑(TPC)等产品中。
尽管ACA倒装键合工艺有如此众多的优点，但是目前仍然存在很多问题，如粘接界面层强度不高，容易出现界面翘曲、分层、退化失效等现象，这些问题大大限制了其广泛的推广与应用。ACA倒装键合工艺主要借助中间胶层在热压作用下形成机械与电气连接界面，中间胶层所形成的界面直接决定了封装器件的可靠性。因此，对于ACA键合倒装工艺而言，当前关键的技术瓶颈就是键合粘接界面的可靠性问题，要解决这个问题就必须对粘接界面进行力学测试，研究键合粘接界面在不同的环境下剪切强度的退化规律，获得粘接界面强度的退化曲线。目前缺少用于测试微电子芯片粘接界面强度的测试装置。
实用新型内容
本实用新型要克服现有技术的上述缺点，提供一种芯片粘接界面剪切强度测试装置。
本发明由机架、基座、真空吸附平台、被测器件、推刀和紧固件等组成。基座上设有真空吸附平台，被测器件放置在真空吸附平台上，一端被紧固件加持，底部通过真空吸附被固定在平台上；被测器件固定后，系统根据被测器件位置，调整推刀位置，进行粘接界面剪切强度的测试。由于该装置设有紧固件与真空吸附平台，使得该测试装置具备吸附、紧固双重功能，因此即可用于测试传统的电子元器件的粘接界面强度，又可用于测试柔性化微电子元器件的粘接界面强度。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
芯片粘接界面剪切强度测试装置，其特征在于：包括机架(1)、基座(2)、真空吸附平台(4)、被测器件(6)、推刀(7)和紧固件(9)；
机架(1)底部设有基座(2)，基座(2)上设有真空吸附平台(4)，真空吸附平台(4)内设有真空气道(5)，真空气道(5)连接真空气管(3)；真空吸附平台(4)吸附固定被测器件(6)。
推刀(7)连接在机架(1)的上部的一个驱动装置，该驱动装置驱动推刀(7)沿机架(1) 上下、左右移动，被测器件(6)设置在推刀(7)的行进路径上，推刀(7)抵触被测器件(6)以测试被测器件(6)的界面剪切强度；紧固件(9)通过螺杆(8)与基座(2)连接；紧固件(9)夹持固定被测器件(6)。
进一步，真空吸附平台(4)内部设有若干真空气道，吸附柔性化被测器件(6)。
本实用新型具有以下优点：
1.本实用新型其结构组成设计科学合理，设计的真空吸附平台内部设有若干真空气道，用于吸附柔性化被测器件，配合紧固件的功能，使得该测试装置具备吸附、紧固双重功能。
2.本实用新型即可用于测试传统的电子元器件的粘接界面强度，又可用于测试柔性化微电子元器件的粘接界面强度。
附图说明
图1为本实用新型的示意图。
图2为本实用新型的真空吸附平台真空气道布置示意图。
图3为本实用新型的芯片粘接界面剪切强度测试原理示意图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型进行详细的说明。
图1是本实用新型的结构示意图。其中，1是机架(1)、2是基座(2)、4是真空吸附平台(4)、6是被测器件(6)、7是推刀(7)和9是紧固件(9)。
所述机架(1)设有基座(2)，基座一般设置在机架的底部，基座上设有真空吸附平台 (4)，所述的真空吸附平台(4)内设有真空气道(5)，真空气道(5)外部连接真空气管(3)；真空吸附平台用于吸附固定被测器件(6)。所述推刀(7)连接在机架(1)的上部的驱动装置上，驱动装置推动推刀沿机架上下、左右移动，推刀(7)抵触被测器件(6)以测试被测器件的界面剪切强度；所述紧固件(9)通过螺杆(8)与基座(2)连接，用于夹持固定被测器件(6)。该平台内部设有若干真空气道，用于吸附柔性化被测器件，配合紧固件 (9)，使得该测试装置具备吸附、紧固双重功能。
图2是本实用新型真空吸附平台真空气道布置示意图。其中，4是真空吸附平台，5是真空气道，真空气道分布在真空吸附平台上，d为真空气道直径，可根据具体被测件大小设置不同大小的直径，一般可设置为1～3mm；b为真空气道间距，可根据被测器件设置不同的间距，一般可设置为10～15mm。
图3为本实用新型芯片粘接界面剪切强度测试原理示意图。其中，6是被测器件，7是推刀；一般的，被测器件6包含三部分：61是基板，62是界面粘接层，63是芯片；在进行芯片粘接界面剪切强度测试时，被测器件固定在真空吸附平台上，推刀顶住芯片从左往右运动，直到芯片从基板上剥离，记录推刀位移及芯片最大剥离强度。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (2)
1.芯片粘接界面剪切强度测试装置，其特征在于：包括机架(1)、基座(2)、真空吸附平台(4)、被测器件(6)、推刀(7)和紧固件(9)；
机架(1)底部设有基座(2)，基座(2)上设有真空吸附平台(4)，真空吸附平台(4)内设有真空气道(5)，真空气道(5)连接真空气管(3)；真空吸附平台(4)吸附固定被测器件(6)；
推刀(7)连接在机架(1)的上部的一个驱动装置，该驱动装置驱动推刀(7)沿机架(1)上下、左右移动，被测器件(6)设置在推刀(7)的行进路径上，推刀(7)抵触被测器件(6)以测试被测器件(6)的界面剪切强度；紧固件(9)通过螺杆(8)与基座(2)连接，紧固件(9)夹持固定被测器件(6)。
2.根据权利要求1所述的芯片粘接界面剪切强度测试装置，其特征在于：真空吸附平台(4)内部设有若干真空气道，吸附柔性化被测器件(6)。
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| CN112834419A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 豪威半导体（上海）有限责任公司 | 一种框胶粘着力测试设备及其测试方法 |
| CN113176154A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-27 | 凯尔测控技术(天津)有限公司 | 一种微电子封装剪切强度精确测量方法 |
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