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(jiān)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(chǎng)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(zhǎng)期導(dǎo)通性能、機(jī)械穩(wěn)定性和使用壽命。一個(gè)微小的空洞或弱粘接點(diǎn)，都可能在嚴(yán)苛的工況下成為失效的導(dǎo)火索。因此，如何精準(zhǔn)量化并評(píng)估其粘接強(qiáng)度，成為質(zhì)量管控的關(guān)鍵一環(huán)。

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

一、測(cè)試原理

晶片推力測(cè)試的基本原理是機(jī)械剪切原理。

測(cè)試時(shí)，一個(gè)特定尺寸和材質(zhì)的推刀被精確對(duì)準(zhǔn)并放置在待測(cè)晶片的側(cè)面。測(cè)試機(jī)驅(qū)動(dòng)推刀以恒定的速度水平向前推進(jìn)，推刀將力垂直作用于晶片的側(cè)面，這個(gè)力通過(guò)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(huì)發(fā)生破壞。測(cè)試系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)記錄下整個(gè)過(guò)程中的力值變化，其峰值即為該次測(cè)試的最大推力值。通過(guò)將此實(shí)測(cè)值與預(yù)設(shè)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，即可判定該晶片的粘接強(qiáng)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(jìn)提供了重要線索。

二、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

MIL-STD-883 Method 2019：美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)，是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的權(quán)威方法。

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

GB/T 4937（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）及其他企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。

三、測(cè)試儀器

1、Alpha W260 推拉力測(cè)試儀

核心構(gòu)成：

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

精密位移平臺(tái)：確保推刀能以恒定的速度（如標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)定的0.1-0.5 mm/s）平穩(wěn)推進(jìn)，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(duì)準(zhǔn)晶片邊緣。

剛性測(cè)試臺(tái)座：為測(cè)試提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)，避免外界振動(dòng)干擾。

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

四、測(cè)試流程

1、樣品準(zhǔn)備：將待測(cè)的TO器件開封，暴露出內(nèi)部的晶片和鍵合線。確保測(cè)試區(qū)域潔凈，無(wú)污染物影響。

2、設(shè)備校準(zhǔn)：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)推拉力測(cè)試儀的力值傳感器和位移系統(tǒng)進(jìn)行定期校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3、參數(shù)設(shè)置：

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

根據(jù)晶片尺寸和標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇合適的推刀并安裝。

4、安裝與對(duì)位：

5、將樣品牢固地固定在測(cè)試臺(tái)座上。

通過(guò)顯微鏡觀察，精細(xì)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的晶片高度的25% ± 15%。

6、執(zhí)行測(cè)試：

啟動(dòng)測(cè)試程序，推刀按設(shè)定速度勻速推進(jìn)。

設(shè)備自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)要求的最小推力值進(jìn)行比較，判定“合格”或“不合格”。

對(duì)一批樣品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，評(píng)估生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和一致性。

清理與報(bào)告：清理測(cè)試臺(tái)座，生成測(cè)試報(bào)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(cè)試相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)?lái)幫助。如果您還對(duì)推拉力測(cè)試機(jī)怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項(xiàng)、作業(yè)指導(dǎo)書，原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測(cè)試儀操作規(guī)范、使用方法和測(cè)試視頻，焊接強(qiáng)度測(cè)試儀使用方法和鍵合拉力測(cè)試儀等問(wèn)題感興趣，歡迎關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言?！究茰?zhǔn)測(cè)控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測(cè)試機(jī)在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點(diǎn)、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(wèn)題及解決方案。

審核編輯 黃宇