倒装芯片剪切力测试怎样做「图文解析」

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在上一篇文章中，我们与大家分享了芯片倒装焊凸点剪切力测试的相关知识，在本文中，【科准测控】小编将与大家分享倒装芯片剪切力测试的相关内容。芯片倒装焊凸点测试听上去好像跟倒装芯片剪切力测试差不多，但实际上两者之间有着很大差别。倒装芯片剪切力测试是测试底部填充前芯片与基板之间的剪切强度，或者是底部填充后对芯片所加力的大小，然后在该力产生的失效类型，判定器件是否能接收。而芯片倒装焊凸点测试是指要通过破坏性剪切测试评估倒装焊直径不大于80μm凸点的抗剪切能。下面我们就为大家简单讲解一下。

倒装芯片剪切力测试

测试底部填充前芯片与基板之间的剪切强度，或测量底部填充后对芯片所加力的大小，观察在该力下产生的失效类型，判定器件是否接收。

测试设备

测试设备应使用校准的负载单元或者传感器，设备的最大负载能力应足以把芯片从固定位置上分离或大于规定的最小剪切力的2倍。设备准确度应达到满刻度的±5%。设备应能提供并记录施加芯片的剪切力，也应能对负载提供规定的移动速率。

安装

在试验设备上安装剪切工具和试验样品。剪切工具正好在位于基板上的位置与芯片接触，在垂直于芯片或基板的一边界并平行于基板的方向上施加外力，使芯片可以被平行于器件表面的剪切工具剪切，如下图所示。应小心安放器件以免对芯片造成损伤。对于某些类型的封装，由于封装结构会妨碍芯片的剪切力测试，当规定要采用本试验方法时，需要采用有效的化学或物理方法将妨碍部分去除，但不得破坏芯片倒装区和填充区。

剪切力和失效模式受剪切速度、剪切高度以及器件存储时间的影响。为保证试验结果的有效性，应对任何检验批进行相同条件的剪切试验，如剪切速度、剪切高度等都应一致。

夹具应防止器件在轴向上移动，保证剪切方向与基板的表面平行，并且不损伤芯片，不使基板变形。可以参考下图示意图，给出了夹具的示例，可使用其他工具替代夹具。

夹具应和机器保持刚性连接，移动和变形量最小化，避免对器件产生谐振激励。对长方形芯片，应从与芯片长边垂直的方向施加应力。

剪切工具应由坚硬的刚性材料、陶瓷或其他非易弯曲的材料构成。剪切工具应和器件底面成90°±5°。把剪切工具和芯片对齐，使其可以接触芯片的一侧。应保证剪切工具在行进时不会接触基板。最好能使用可移动的试验台和工具台进行对齐，并使移动平面垂直于负载方向。应特别注意，在试验安装中不应碰触到进行试验的凸点。

由于频繁使用会造成剪切工具磨损，从而影响试验结果。如果剪切工具有明显的磨损，如图7所示，则应替换。

剪切速度

芯片剪切过程中应保持恒定速率，并记录剪切速度。剪切速度一般为0.1mm/s-0.8mm/s

剪切力

试验数据应包括芯片剪切力数值和标准要求数值。芯片剪切数值应满足应用条件所要求的最小值。

失效判据-倒装芯片剪切强度（无底填充器件）

使倒装芯片和基板产生分离的最小剪切力应按照计算公式（1）计算，小于其值而发生分离则视为不合格。

最小剪切力=0.05N*凸点数………………………………………（1）

当有规定时，应记录造成分离时的剪切力数值，以及分离或分效的主要类别

1）焊点材料或者焊板焊接区（适用时）的失效；

2）芯片或基板的破裂（紧靠在焊点处下面的芯片或基板失掉一部分）

3）金属化层浮起（金属化层或者基板焊接区与芯片或基板分离）

失效判据-倒装芯片剪切强度（底填充器件）

若芯片黏接面积大于4.13mm²，应最小承受25N的力或其倍数；若芯片黏接面积大于或者等于0.32mm²，但不大于4.13mm²，芯片承受的最小应力可通过

图11确定；若芯片黏接面积小于0.32mm²，应承受的最小为（0.1倍）时的6N/mm²或（2倍）时的12N/mm²。

1）小于下图[芯片剪切力标准图]中曲线所表示的最小芯片剪切强度要求。

2）适用时，使芯片与基板脱离时施加的力小于[芯片剪切力标准图]中最小芯片剪切强度的1.25倍，同时芯片在填充材料上的残留小于填充面积的50%。

3）适用时，使芯片与基板脱离时施加的力小于[芯片剪切力标准图]中最小芯片剪切强度的2.0倍，同时芯片在填充材料上的残留小于填充面积的10%。

当有规定时，应记录造成分离时的剪切力数值，以及分离或失效的主要类别：

1）芯片被剪切掉后，基板上残留有芯片的碎片

2）芯片与填充材料间脱离

3）芯片与填充材料一起脱离基板。

测试要求

1、有关采购文件或者详细规范中应该规定以下内容。

1）凸点最小剪切力

2）试验的芯片数和接收数

3）数据记录要求

好了以上就是关于倒装芯片剪切力测试的相关内容了，如果有对此感兴趣的朋友，可以参考此文，如果还有疑问的，欢迎私我，了解更多。【科准测控】将会在传播半导体芯片力学试验知识的路上继续前行。为大家科普更多有料的知识点，欢迎大家持续关注，点赞、收藏、转发哦！