隨著半導體技術的飛速發展，芯片封裝測試作為半導體產業鏈中至關重要的一環，其技術水平和質量控製直接關係到最終產品的性能和可靠性。操逼高清视频測控團隊深耕半導體測試領域多年，深知封裝測試對於保障芯片功能實現和長期穩定性的關鍵作用。

本文將係統介紹半導體芯片封裝的目的、發展趨勢，以及封裝測試的核心原理、行業標準、關鍵儀器和標準流程，特別是重點介紹Beta S100推拉力測試儀在封裝測試中的應用。通過本文，讀者將全麵了解現代半導體封裝測試的技術體係和實踐方法，為相關領域的研究和生產提供參考。

 

一、半導體芯片封裝的目的與原理

1、封裝的核心目的

半導體芯片封裝主要基於以下四個關鍵目的：

保護功能：裸芯片隻能在嚴格受控的環境下（溫度230±3℃，濕度50±10%，嚴格的空氣潔淨度和靜電保護）正常工作。封裝保護芯片免受外界惡劣環境（溫度-40℃至120℃以上，濕度可達100%）的影響。

支撐功能：

固定芯片便於電路連接

形成特定外形支撐整個器件，提高機械強度

連接功能：實現芯片電極與外界電路的電氣連接。通過引腳與外界電路連通，金線連接引腳與芯片電路，載片台承載芯片，環氧樹脂粘合劑固定芯片。

可靠性保障：封裝材料和工藝的選擇直接決定芯片的工作壽命，是封裝工藝最重要的衡量指標。 

2、封裝技術原理

現代半導體封裝基於多層材料複合與微連接技術原理：

物理保護層原理：通過塑封材料（如環氧樹脂）形成密封保護層，阻隔環境因素

熱力學匹配原理：各封裝材料的熱膨脹係數需相互匹配，減少熱應力

微互連技術：通過金線鍵合、倒裝焊等方式實現芯片與基板的電氣連接

應力緩衝原理：通過結構設計分散外部機械應力

 

二、半導體芯片封裝技術的發展趨勢

尺寸小型化：封裝變得越來越小、越來越薄

高密度化：引腳數持續增加，焊盤大小和節距不斷縮小

工藝融合：芯片製造與封裝工藝界限逐漸模糊

成本優化：封裝成本持續降低

環保要求：綠色環保封裝材料和工藝成為趨勢

 

三、封裝測試標準體係

1、國際通用標準

JEDEC標準：

JESD22-B104：機械衝擊測試

JESD22-B105：鍵合強度測試

JESD22-B106：板級跌落測試

IPC標準：

IPC-9701：表麵貼裝焊點性能測試

IPC/JEDEC-9702：板級互連可靠性測試

MIL-STD標準：軍用電子設備環境適應性標準

AEC-Q100：汽車電子可靠性測試標準

3、關鍵測試指標

a、機械強度測試

鍵合拉力測試（Wire Bond Pull）

焊球剪切測試（Bump Shear）

b、環境可靠性測試

溫度循環測試（TCT）

高溫高濕測試（THST）

高壓蒸煮測試（PCT）

c、電氣性能測試

接觸電阻

絕緣電阻

信號完整性

四、封裝測試關鍵儀器

1、Beta S100推拉力測試儀 

Beta S100推拉力測試儀是封裝測試領域的專業設備，主要用於測量：

金線、銅線等鍵合線的拉力強度

焊球、凸點的剪切強度

芯片粘接的剪切強度

A、設備特點

a、高精度力傳感器：量程可達500N，分辨率0.01N，滿足微焊點與粗端子測試需求。

b、多功能測試模式：支持拉力、推力、剝離力等多種測試方式。

c、自動化操作：配備高清顯微鏡和軟件控製，實現精準定位與數據記錄。

2、推刀或鉤針  

3、常用工裝夾具 

五、封裝測試標準流程

步驟一、測試前準備

1、樣品準備

按標準要求取樣

樣品標識與登記

2、設備校準

力傳感器校準

位移係統校準

測試夾具檢查

3、測試參數設置

根據標準設置測試速度、角度等參數

設定測試樣本數量

步驟二、鍵合拉力測試流程（以Beta S100為例）

將封裝樣品固定在測試平台上

選擇適當的測試鉤（根據線徑選擇）

將測試鉤置於待測鍵合線中部下方

設置測試參數（速度：0.5mm/s，模式：拉力）

啟動測試，設備自動完成：

鉤住鍵合線

施加垂直拉力

記錄斷裂力和失效模式

重複測試至滿足樣本量要求

數據分析與報告生成

步驟三、焊球剪切測試流程

樣品固定在測試平台

選擇適當剪切工具

設置剪切高度（通常為焊球高度的25%）

設置測試參數（速度：0.2mm/s，模式：剪切）

啟動測試，設備自動完成：

工具定位

水平施加剪切力

記錄最大剪切力和失效模式

重複測試

數據分析

步驟四、測試結果分析

1、數據統計

平均值、標準差

最小值、最大值

CPK分析

2、失效模式分析

鍵合線斷裂

焊盤剝離

界麵失效

其他異常模式

3、判定標準

符合JEDEC或其他適用標準

滿足客戶特定要求

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