推拉力測(cè)試機(jī)矢量拉力加載原理及應(yīng)用解析

在半導(dǎo)體封裝可靠性測(cè)試過程中，金線拉力測(cè)試（Wire Pull Test）是評(píng)價(jià)鍵合連接強(qiáng)度的重要方法。

傳統(tǒng)推拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行拉線測(cè)試時(shí)，通常采用垂直方向加載，這種方式適用于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試場(chǎng)景，但在部分封裝結(jié)構(gòu)中，垂直拉力并不一定能夠準(zhǔn)確反映實(shí)際失效情況。此時(shí)，可以采用矢量拉力測(cè)試（Vector Pull Test）。

本文科準(zhǔn)測(cè)控小編就基于Alpha-W260自動(dòng)推拉力測(cè)試機(jī)，針對(duì)半導(dǎo)體封裝微小結(jié)構(gòu)測(cè)試需求，為您詳細(xì)講解，如何通過多軸運(yùn)動(dòng)控制方式，實(shí)現(xiàn)不同方向的加載測(cè)試，為鍵合線失效分析提供更加靈活的測(cè)試方法。

一、什么是推拉力測(cè)試機(jī)矢量拉力測(cè)試？

矢量拉力測(cè)試是指推拉力測(cè)試機(jī)不再采用固定垂直方向加載，而是根據(jù)設(shè)定角度控制測(cè)試鉤運(yùn)動(dòng)，使拉力按照指定方向作用于被測(cè)試結(jié)構(gòu)。

傳統(tǒng)拉線測(cè)試：

測(cè)試鉤沿Z軸方向移動(dòng)：

加載方向固定，主要評(píng)價(jià)垂直拉伸狀態(tài)下的鍵合強(qiáng)度。

而矢量拉力測(cè)試：

測(cè)試鉤按照設(shè)定角度移動(dòng)：

通過改變加載方向，使第一焊點(diǎn)、第二焊點(diǎn)或鍵合線不同區(qū)域承受不同載荷。

二、推拉力測(cè)試機(jī)矢量拉力如何實(shí)現(xiàn)？

推拉力測(cè)試機(jī)矢量拉力主要通過多軸運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)設(shè)備測(cè)試動(dòng)作主要依靠Z軸上下運(yùn)動(dòng)。

而矢量拉力測(cè)試設(shè)備可以通過XYZ三軸聯(lián)動(dòng)，使測(cè)試鉤按照設(shè)定路徑移動(dòng)，形成特定角度的拉伸方向。

例如：設(shè)定30°拉力角度，設(shè)備會(huì)通過X、Y方向調(diào)整水平位移，同時(shí)控制Z軸升降，使最終運(yùn)動(dòng)軌跡符合設(shè)定方向。

這種方式可以實(shí)現(xiàn)不同角度加載，不同方向受力，以及針對(duì)性失效分析。

三、為什么需要矢量拉力測(cè)試？

在傳統(tǒng)金線拉力測(cè)試中，垂直加載主要關(guān)注整體鍵合強(qiáng)度。

但對(duì)于復(fù)雜封裝結(jié)構(gòu)，不同位置可能存在不同失效風(fēng)險(xiǎn)。

例如：一個(gè)Wire Bond結(jié)構(gòu)通常包括：第一焊點(diǎn)（芯片側(cè)）、鍵合線、第二焊點(diǎn)（基板或引線框架側(cè)）

當(dāng)拉力方向改變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生第一焊點(diǎn)承受載荷比例變化，第二焊點(diǎn)受力狀態(tài)變化，鍵合線彎曲區(qū)域應(yīng)力變化。

因此，通過調(diào)整拉力方向，可以更有針對(duì)性地觀察：第一焊點(diǎn)是否容易脫落；第二焊點(diǎn)是否存在結(jié)合不足；鍵合線是否發(fā)生異常斷裂。

4、 矢量拉力測(cè)試與普通垂直拉力有什么區(qū)別？

普通垂直拉力更適合批量質(zhì)量檢測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試、快速評(píng)價(jià)鍵合強(qiáng)度。

矢量拉力更適合失效分析、工藝優(yōu)化、特殊封裝結(jié)構(gòu)研究。

五、除了三軸聯(lián)動(dòng)，還有其他實(shí)現(xiàn)方式嗎？

除了通過推拉力測(cè)試機(jī)XYZ三軸運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)角度加載外，還可以通過改變樣品安裝方式實(shí)現(xiàn)類似效果。

例如：將測(cè)試樣品傾斜固定在專用夾具上，使原本垂直方向的拉力轉(zhuǎn)換為相對(duì)于鍵合結(jié)構(gòu)的角度載荷。

這種方式的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)。但是調(diào)整角度不夠靈活，需要更換不同角度夾具，而且自動(dòng)化程度較低。

相比之下，采用XYZ三軸聯(lián)動(dòng)方式，可以通過軟件設(shè)定加載路徑，實(shí)現(xiàn)不同角度測(cè)試。

六、Alpha-W260推拉力測(cè)試機(jī)在矢量拉力測(cè)試中的應(yīng)用

科準(zhǔn)測(cè)控Alpha-W260自動(dòng)推拉力測(cè)試機(jī)面向半導(dǎo)體封裝及微電子器件可靠性檢測(cè)需求，可支持不同方向加載測(cè)試。

通過多軸運(yùn)動(dòng)控制和專用測(cè)試工裝，設(shè)備可應(yīng)用于：

· 金線拉力測(cè)試；

· 銅線拉力測(cè)試；

· 焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試；

· SMD端子拉力測(cè)試；

· 封裝結(jié)構(gòu)失效分析。

在矢量拉力測(cè)試過程中，設(shè)備可根據(jù)測(cè)試需求調(diào)整：

· 拉力方向；

· 加載路徑；

· 運(yùn)動(dòng)距離；

· 測(cè)試速度。

幫助工程人員分析不同受力條件下的失效模式，為Wire Bond工藝優(yōu)化提供測(cè)試依據(jù)。

以上就是科準(zhǔn)測(cè)控小編為您介紹的推拉力測(cè)試機(jī)矢量拉力測(cè)試原理及應(yīng)用方法。通過XYZ三軸聯(lián)動(dòng)或樣品傾斜安裝方式，矢量拉力測(cè)試能夠改變傳統(tǒng)垂直加載方式，實(shí)現(xiàn)不同角度下的鍵合結(jié)構(gòu)受力分析，為Wire Bond鍵合線拉力測(cè)試及失效模式分析提供更加靈活的測(cè)試方案。

如果您有關(guān)于半導(dǎo)體封裝可靠性測(cè)試、金線拉力測(cè)試、推拉力測(cè)試機(jī)選型或矢量拉力測(cè)試方案的疑問或需求，歡迎私信聯(lián)系我們，科準(zhǔn)測(cè)控將為您提供專業(yè)技術(shù)支持。