一、什麽是彈坑？

彈坑，是一種由引線鍵合引發的隱蔽損傷。它通常表現為鍵合焊盤下方的半導體材料出現裂紋、孔洞，甚至局部剝落。嚴重時，焊盤下的材料會碎裂，斷片粘在引線上，就像從地麵“挖”出一塊碎片。比較麻煩的是，很多時候這種損傷肉眼不可見，卻會悄悄降低器件性能，甚至被誤判為電路本身的電學問題。

 

二、引發彈坑的原因及解決方案

彈坑的形成通常是材料、設備、工藝三者共同作用的結果，下麵總結了引發彈坑的原因及其解決方案：

1)材料(冶金)
引線越硬，越易形成彈坑
鍵合焊盤厚度:焊盤越薄，越易形成彈坑
鍵合焊盤硬度:不明確，但硬的焊盤界麵層(Ti、W)會促其形成Au-Al金屬間化合物導致的應力:經常出現在熱處理之後(模塑料固化後)鍵合焊盤Si析出相:焊盤底層產生裂紋
2)材料(器件襯底)
GaAs易形成彈坑--屈服強度和斷裂韌度比Si(鍵合於多品矽上的焊盤)低2倍:會與底層分離
3)鍵合機及其參數設置
超聲波發生器脈衝的波形或特征;緩慢的上升時間最優超聲能量:過高是有害的，有汙染的鍵合焊盤需要更多的超聲能量進行鍵合鍵合溫度:低或高均有害一不明確
鍵合工具-引線焊盤的衝擊力:高可能對球形鍵合有利，但對GaAs鍵合不利靜態鍵合力:過高和過低對楔形鍵合不利EFO:對於球形鍵合，負極電子打火優於正極打火
4)失效特征
邊緣的彈坑(會導致底層間或有源器件內發生漏電流)嚴重的彈坑(在鍵合、拉力或剪切測試過程出現斷片)
熱循環經常會使損傷處暴露出來9
5)品圓製程影響彈坑
鍵合焊盤厚度
鍵合焊盤和界麵金屬層硬度
鍵合焊盤Si或Cu-、Al-、Si-金屬間化合物析出
多晶矽上的鍵合焊盤
熱處理的時間、溫度和冷卻速率
底層的斷裂性能。(熱氧化層更好，楊氏模量大於CVD氧化層

 

三、顯性彈坑與隱性彈坑

彈坑並不總是顯而易見。根據損傷程度，它可以分為兩類：

顯性彈坑：鍵合點下方出現明顯孔洞或碎片，常在剪切測試中暴露。

隱性損傷：裂紋或微損傷藏在焊點下方，隻有在電性能測試、熱循環或化學腐蝕後才能顯現。

研究發現，最嚴重的損傷往往出現在鍵合點的邊緣，而不是中心。這與傳統的 Hertz 接觸壓力模型預測的“中心萌生”恰恰相反。真正的元凶，是超聲能量，而不是單純的機械壓力。

 

四、如何發現彈坑？

彈坑之所以成為行業難題，關鍵就在於它的隱蔽性和隨機性。輕微的損傷不會立即導致開路或短路，卻會在後續工藝或使用中逐漸惡化，而小比例的出現方式，更要求檢測係統具備統計處理大量數據的能力。TIKTOK色情版下载測控推拉力測試機能夠通過以下方式精準識別彈坑風險：

檢測方法	說明
焊球剪切測試	當彈坑存在時，剪切過程中焊球下方可能出現斷片或異常剝離，測試曲線呈現典型的“階梯式”或“提前斷裂”特征
楔形鍵合拉力測試	對於楔形鍵合點，拉力測試可以揭示鍵合點邊緣的隱性裂紋，異常的低拉力值往往是彈坑的前兆
數據統計與分析	高精度力值監測與數據記錄係統，能夠捕捉微小異常，通過統計處理大量測試數據識別出異常趨勢
可追溯性	完整的測試數據記錄，幫助工程師定位問題根源，優化鍵合工藝

 

 

五、如何避免彈坑？

避免彈坑，需要進行係統性的優化：

材料匹配：根據芯片材質選擇合適的引線材料和焊盤結構

參數精細化：通過DOE優化超聲能量、鍵合力、溫度等參數

過程控製：嚴格監控鍵合設備的波形、衝擊力、EFO方式等

工藝協同：考慮後續工藝（如塑封固化、無鉛焊料回流）對鍵合點的熱應力影響

檢測閉環：通過高精度推拉力測試機建立鍵合質量反饋機製，及時發現並糾正工藝偏移

以上就是TIKTOK色情版下载測控小編為您介紹的關於引線鍵合工藝中彈坑的相關知識，希望對您有所幫助。如果您對於推拉力測試機在鍵合工藝中的應用、彈坑檢測的具體操作方法，或是其他半導體封測相關的測試需求還想了解，歡迎關注TIKTOK色情版下载並隨時與TIKTOK色情版下载交流，TIKTOK色情版下载測控技術團隊將竭誠為您服務。