在先进封装中,凸点(Bump)的结合力是决定芯片可靠性的核心指标。如果结合力不足,芯片在后续的倒装焊、底部填充或长期热循环中会出现分层或断路。判定凸点结合力大小,通常采用凸点剪切测试。
简单来说,它的原理就是用一个精密的“推土机”从侧面把凸点推掉,记录推掉它用了多大的力,并观察它是怎么断的。凸点剪切测试原理使用一个硬度极高的平头刀具(通常是碳化钨材质),以设定的速度和高度,平行于芯片表面推动凸点。传感器实时记录推力值,直到凸点发生断裂或脱落。仪器会捕捉到最大剪切力。
凸点剪切测试方法?
A. 设备准备
剪切测试仪
剪切刀具: 刀具的宽度必须大于凸点的直径(通常大 10-20%),以确保推动的是整个凸点。
B. 关键参数设置
1.剪切高度 :刀具底部距离芯片表面的垂直距离
标准设定: 通常为凸点高度的 10% ~ 15%。
太高(>20%): 刀具只削掉了凸点的顶部(就像削苹果皮),测出来的是锡球的软硬度,而不是底部的结合力。
太低(<5%): 刀具容易刮擦到芯片表面的钝化层或 UBM 层,导致摩擦力增大,数据虚高,甚至损坏芯片。
2.剪切速度 :刀具移动的速度。
低速测试通常为 100 µm/s ~ 500 µm/s。高速撞击测试(模拟跌落)可能达到数米/秒。
凸点剪切测试操作流程?
1,在显微镜下,将刀具正对着凸点,并调整高度。
2,启动程序,刀具前进,推掉凸点。
3,刀具退回原位,准备下一个。
4,必须在显微镜下观察断裂后的表面。
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