芯片剪切強度檢測

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芯片剪切強度檢測技術解析

在半導體封裝工藝中，芯片與基板或框架的黏結強度是影響器件可靠性的關鍵因素之一。剪切強度檢測作為評估封裝質量的核心手段，能夠有效驗證材料界面結合力，避免因機械應力導致的開裂或失效。以下從檢測樣品、項目、方法及儀器等方面展開介紹。

一、檢測樣品

剪切強度檢測的對象主要包括封裝后的芯片，例如：

• **BGA（球柵陣列封裝）**芯片的焊球與基板連接處；
• **QFN（方形扁平無引腳封裝）**芯片的塑封體與引線框架結合面；
• CSP（芯片級封裝）的硅芯片與基材黏結層。 此外，部分檢測會針對晶圓級封裝或裸芯片進行界面強度測試。

二、檢測項目

核心檢測項目為芯片剪切強度值，單位為MPa（兆帕）或N/mm²（牛/平方毫米）。輔助項目包括：

1. 斷裂面分析：觀察剪切后界面斷裂形態，判斷失效模式（如內聚破壞、界面剝離等）；
2. 重復性測試：驗證同一批次樣品的強度一致性；
3. 環境試驗后強度：例如高溫高濕（85℃/85%RH）或溫度循環后的剪切強度變化。

三、檢測方法

1. 機械剪切測試 依據標準JESD22-B117或IPC-9708，使用剪切工具垂直于芯片表面施加推力，直至界面分離，記錄最大載荷值。適用于封裝體或焊點檢測。

2. 推球測試（Ball Shear Test） 針對BGA焊球，采用專用夾具固定基板，以特定速度推剪焊球，計算剪切強度。需控制推刀高度與速度，避免基板變形干擾結果。

3. 微米級局部剪切 通過微機電系統（MEMS）設備對微小區域（如銅柱凸點）進行精準施力，適用于先進封裝工藝的微觀界面評估。

四、檢測儀器

1. 萬能材料試驗機 配備高精度力傳感器（分辨率≤0.1N）及位移控制模塊，支持多種夾具適配，滿足不同封裝形式的測試需求。

2. 自動剪切測試儀 集成光學定位與自動化控制系統，可批量測試并生成強度分布曲線，適用于生產線質量控制。

3. 顯微剪切設備 結合顯微鏡與納米級力學模塊，實現微觀區域剪切力的實時監測與圖像記錄，用于科研級分析。

五、總結

芯片剪切強度檢測是確保封裝可靠性的核心環節。通過科學選擇樣品、規范測試方法并搭配高精度儀器，可精準評估界面結合性能，為半導體器件的設計優化與失效分析提供關鍵數據支撐。隨著先進封裝技術的發展，檢測技術也將向更高精度與自動化方向迭代。

實驗儀器

測試流程

注意事項

1.具體的試驗周期以工程師告知的為準。

2.文章中的圖片或者標準以及具體的試驗方案僅供參考，因為每個樣品和項目都有所不同，所以最終以工程師告知的為準。

3.關于（樣品量）的需求，最好是先咨詢我們的工程師確定，避免不必要的樣品損失。

4.加急試驗周期一般是五個工作日左右，部分樣品有所差異

5.如果對于（芯片剪切強度檢測）還有什么疑問，可以咨詢我們的工程師為您一一解答。