在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，TO（晶體管外形）封裝器件因其結(jié)構(gòu)堅固、散熱良好而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、新能源汽車及能源管理等高可靠性場景。然而，其內(nèi)部晶片與基島之間的焊接或粘接質(zhì)量，直接決定了器件的長期導(dǎo)通性能、機械穩(wěn)定性和使用壽命。一個微小的空洞或弱粘接點，都可能在嚴苛的工況下成為失效的導(dǎo)火索。因此，如何精準量化并評估其粘接強度，成為質(zhì)量管控的關(guān)鍵一環(huán)。

晶片推力測試，作為一種經(jīng)典且高效的破壞性力學(xué)測試方法，為此提供了權(quán)威的解決方案。它通過測量使晶片從基材上發(fā)生位移所需的最大力值，來客觀評判粘接工藝的優(yōu)劣。今天，科準測控小編將帶您深入探討TO功率器件晶片推力測試的核心原理、執(zhí)行標準、關(guān)鍵儀器及標準化操作流程，助力企業(yè)提升產(chǎn)品可靠性與市場競爭力。

一、測試原理

晶片推力測試的基本原理是機械剪切原理。

測試時，一個特定尺寸和材質(zhì)的推刀被精確對準并放置在待測晶片的側(cè)面。測試機驅(qū)動推刀以恒定的速度水平向前推進，推刀將力垂直作用于晶片的側(cè)面，這個力通過晶片傳遞到下方的粘接層（如焊料、環(huán)氧樹脂等），使其承受剪切應(yīng)力。

隨著推力持續(xù)增加，粘接層會發(fā)生破壞。測試系統(tǒng)會實時記錄下整個過程中的力值變化，其峰值即為該次測試的最大推力值。通過將此實測值與預(yù)設(shè)的驗收標準進行對比，即可判定該晶片的粘接強度是否合格。其失效模式（如粘接層內(nèi)聚破壞、界面剝離等）也為工藝改進提供了重要線索。

二、測試標準

MIL-STD-883 Method 2019：美國軍用標準，是行業(yè)內(nèi)公認的權(quán)威方法。

JESD22-B117：由JEDEC（固態(tài)技術(shù)協(xié)會）發(fā)布，是商用半導(dǎo)體器件廣泛采納的標準。

GB/T 4937（中國國家標準）及其他企業(yè)內(nèi)控標準。

三、測試儀器

1、Alpha W260 推拉力測試儀

核心構(gòu)成：

高精度力值傳感器：用于實時采集和測量微小的推力變化，是設(shè)備精度的核心。

精密位移平臺：確保推刀能以恒定的速度（如標準常規(guī)定的0.1-0.5 mm/s）平穩(wěn)推進，并精確定位。

顯微鏡及照明系統(tǒng)：用于輔助操作人員精確地將推刀對準晶片邊緣。

剛性測試臺座：為測試提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)，避免外界振動干擾。

專用推刀：根據(jù)不同晶片尺寸和測試要求，選用不同材質(zhì)（如碳化鎢）和尺寸的推刀。

四、測試流程

1、樣品準備：將待測的TO器件開封，暴露出內(nèi)部的晶片和鍵合線。確保測試區(qū)域潔凈，無污染物影響。

2、設(shè)備校準：根據(jù)標準要求，對推拉力測試儀的力值傳感器和位移系統(tǒng)進行定期校準，確保數(shù)據(jù)準確。

3、參數(shù)設(shè)置：

在Alpha W260測試儀上設(shè)定測試參數(shù)，包括測試速度、推力上限（以防意外）、測試目標位置等。

根據(jù)晶片尺寸和標準要求，選擇合適的推刀并安裝。

4、安裝與對位：

5、將樣品牢固地固定在測試臺座上。

通過顯微鏡觀察，精細調(diào)整樣品或推刀的位置，確保推刀接觸面與晶片側(cè)面完全垂直，且接觸高度通常為標準規(guī)定的晶片高度的25% ± 15%。

6、執(zhí)行測試：

啟動測試程序，推刀按設(shè)定速度勻速推進。

設(shè)備自動記錄力值-位移曲線，并捕捉最大推力值（F_max）。

7、結(jié)果分析與記錄：

觀察并記錄失效后的破壞模式（例如：焊料內(nèi)聚失效、界面粘接失效等）。

將記錄的F_max與標準要求的最小推力值進行比較，判定“合格”或“不合格”。

對一批樣品進行統(tǒng)計分析，評估生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和一致性。

清理與報告：清理測試臺座，生成測試報告，存檔備查。

以上就是小編介紹的有關(guān)于TO功率器件晶片推力測試相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭?。如果您還對推拉力測試機怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項、作業(yè)指導(dǎo)書，原理、怎么校準和使用方法視頻，推拉力測試儀操作規(guī)范、使用方法和測試視頻，焊接強度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題感興趣，歡迎關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言。【科準測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試機在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。

審核編輯 黃宇