江蘇
最近，我們接到一位從事光模塊封裝客戶的咨詢，他們在生產過程中需要對貼裝后的晶圓硅片進行推力測試，以驗證芯片與基板之間的粘接強度是否達標。客戶特別提到，他們的晶圓經過減薄后厚度僅有80微米，擔心傳統測試方法容易導致晶圓碎裂，詢問是否有合適的解決方案。
今天，科準測控小編就基于這個真實案例，為您詳細介紹一下如何通過Beta-S100推拉力測試機進行晶圓硅片推力測試，包括原理、方法、設備要求及操作流程，供有需要的讀者參考。
一、測試原理
晶圓硅片推力測試（Die Shear Test），是指用精密的推刀水平推動芯片或硅片，模擬芯片在實際使用中受到的水平方向應力，測量將其從基板或貼裝材料上推離所需的力值，從而評估芯片與基板之間的粘接強度。
這項測試廣泛用于多個領域：
半導體封裝（芯片貼裝工藝驗證）
光模塊封裝（薄晶圓可靠性評估）
功率器件（IGBT、MOSFET貼裝強度）
汽車電子（AEC-Q100認證）
LED封裝（芯片固晶強度檢測）
2、 測試標準
JESD22-B109（JEDEC）：芯片剪切測試主流通用標準
GB/T 4937.19-2018：國內對應國標，商用芯片國內檢測首選
SEMI G86：薄晶圓、3D 封裝、臨時鍵合場景專用
三、測試設備
1、Beta-S100推拉力測試機
2、 設備介紹
力值精度：±025%，滿足多項標準要求
采樣率：4kHz，捕捉斷裂瞬間力值變化
剪切高度控制：±1μm精度，可編程設定，保護薄晶圓
模塊化設計：更換模塊即可切換推力/拉力測試，一機多用
數據追溯：支持原始數據導出、SPC分析、MES接口
四、測試流程
第1步：選擇并安裝測試模塊
根據客戶芯片的預估推力值，選擇合適量程的推力模塊。對于常規光模塊芯片，DS-50kg模塊通常足夠。
第2步：安裝推刀
選擇寬度大于芯片邊長60%-100%的推刀，確保推力均勻分布。將推刀安裝到模塊上，用六角扳手鎖緊。
第3步：固定樣品
將貼裝有晶圓的基板固定在測試平臺上。對于薄基板，建議使用真空吸附夾具，避免夾持力導致基板變形。
第4步：參數設定
在Beta-S100軟件中設定相關參數：
測試速度：100-500μm/s，速度過快可能導致數據波動
剪切高度：芯片厚度的10%-20%，針對80μm薄晶圓，建議設為8-15μm
著陸速度：500μm/s，推刀接近芯片時的速度
可編程著陸力：10gf ，避免推刀撞擊晶圓
最大行程：芯片寬度的1.2倍，確保推刀有足夠行程推離芯片
第5步：定位與執行測試
通過顯微鏡和搖桿控制，將推刀移動到芯片側面的正后方。確認位置無誤后，點擊開始測試，系統自動完成推力施加和數據采集。
第6步：結果判定與失效分析
測試完成后，系統顯示最大推力值和力-位移曲線。根據以下標準判斷：
- 力值達標且為內聚斷裂（膠層內部斷開，芯片和基板均有殘膠）：合格
- 力值不達標或界面斷裂（芯片或基板一側干凈無殘膠）：不合格，需排查工藝
以上就是科準測控小編為您介紹的晶圓硅片推力測試的全部內容，希望對您有所幫助。如果您也是從事半導體封裝、光模塊、功率器件或汽車電子行業，正在尋找合適的推拉力測試方案，或者還有關于推拉力測試機怎么使用、推拉力測試機校準規范、推拉力測試機國產廠家哪家好、推拉力測試機多少錢一臺等方面的疑問或需求，歡迎私信或留言聯系我們，我們可提供樣品實測和技術方案支持！
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