金丝键合可靠性优化：化学镀镍钯金电路板的推拉力测试分析-pg电子游戏下载

在微组装工艺中，化学镀镍钯金（enepig）工艺因其优异的抗“金脆”和“黑焊盘”性能，成为高可靠性电子封装的关键技术。然而，其键合强度的长期可靠性仍需系统验证。本文科准测控小编将基于alpha w260推拉力测试机，结合破坏性力学测试与高温加速试验，对enepig焊盘的金丝键合性能进行全面分析，为行业提供数据支撑和工艺优化方向。

 

一、测试原理与标准

1、键合强度测试原理

破坏性键合拉力测试：通过垂直拉伸键合丝至断裂，评估键合丝与焊盘的结合强度（单位：cn）。

第一键合点剪切力测试：水平剪切第一键合点（球焊点），量化焊盘与金球的界面强度（单位：cn）。

元素扩散分析：通过高温加速试验（300℃烘焙），利用sem/eds检测ni、cu等元素的扩散深度，评估长期可靠性。

2、参考标准

mil-std-883h：微电子器件键合强度测试方法。

ipc-j-std-002d：焊接电气和电子元件引线的可焊性测试。

dod-std-2000-1b：镀金层厚度与焊接工艺规范。

二、测试设备与材料

1、仪器设备

alpha w260推拉力测试机 

多轴运动控制：x/y/z三轴精密定位

智能测试软件：支持自动测试、数据统计和cpk分析

仪器配备专用键合拉力测试夹具，可实现对键合线的非破坏性和破坏性测试。

高精度光学定位系统，确保测试位置准确性。

辅助设备：等离子清洗机、高温烘箱、sem/eds分析仪。

2、测试材料

基板类型：

enepig基板：ni（5μm）/pd（0.1μm）/au（0.03μm）。

enig基板（对比组）：ni（5μm）/au（1μm）。

键合丝：直径25μm高纯金丝（纯度≥99.99%）。

 

三、测试流程

步骤一、样品制备

1、键合工艺：

使用全自动键合机，参数统一（超声功率40khz、压力0.5n、时间20ms）。

每类基板键合50根金丝，确保弧度与长度一致。

2、加速老化试验：

分组烘焙：300℃/1h、300℃/8h，模拟长期高温服役环境。

步骤二、力学性能测试

1、破坏性拉力测试：

测试点：键合丝弧顶（图2）。 

 

速度：0.5mm/s，记录断裂力及失效模式（颈缩或界面脱落）。

第一键合点剪切力测试：

剪切工具：50μm宽平头刀片，速度100μm/s。

记录剪切力及焊盘金残留面积（图7）。 

步骤三、失效分析

切片与sem/eds：

垂直切割键合点，抛光后观察界面形貌。

扫描ni、cu元素扩散路径（图10-14）。

粗糙度检测：白光干涉仪测量焊盘表面ra值。

步骤四、结果与讨论

1、力学数据对比

2、可靠性结论

enepig键合强度：初始剪切力略低于enig，但高温扩散后强度提升（ni扩散增强界面结合）。

长期可靠性：ni/cu扩散深度可控（<10μm），无分层风险，满足高可靠需求。

 

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