[发明专利]一种引线键合可靠性检测系统及方法

说明书

本发明提供的一种引线键合可靠性检测系统及方法，涉及精密焊接技术领域，其中系统由传感器夹具、施力驱动模块、处理控制单元、数据处理模块以及电源模块组成，该系统结合安装于微型力传感器上的芯片，形成一套最大键合强度、破坏性可靠性与非破坏性可靠性测试的方法，模拟芯片的应用能准确模拟引线键合过程的材料场景，避免采用芯片成品进行破坏性测试造成的高成本；直接用于键合非破坏或破坏力大小测试，评估键合质量与可靠性，无需其它专用检测设备。

技术领域

本发明涉及精密焊接技术领域，具体而言，涉及一种引线键合可靠性检测系统及方法。

背景技术

引线键合是目前主流的电子封装技术，是IC芯片互连中最重要的技术之一；提供芯片与基板间引脚的互连；通过压电换能器产生的超声振动和键合工具压力的作用，将引线(金丝或铝丝)键合到芯片底端焊盘上，从而将芯片与基板的电路连接在一起的技术。键合点质量的好坏将直接影响IC芯片的性能，一个微小的键合点故障将可能导致整个IC芯片失效。超声引线键合过程中由于扯线过猛、线夹故障等原因而易导致引线断折的检测，因此，为保证键合点质量，必须对键合质量进行检测。

现有技术中，对引线键合的可靠性检测多是基于以下方法：

(1)形貌检测。包括通过键合点的局部形貌来判断键合质量，或者通过全局或透射方法来发现键合缺陷。这类方法只能定性分析引线键合的可靠性，无法提供定量的比较依据和统一的判断标准，对经验要求较高，具有一定的主观性和随意性。

(2)电学方法。通过测量包含引线键合在内的电路，通过电路参数(电阻、电流等)来判断引线键合的质量和可靠性；还可以通过检测键合过程中超声发生器的电学参数变化来判断键合工艺的可靠性。这两类都属于间接的测试方法，容易受其他因素的影响而造成误判。

(3)机械检测方法。通过超声或电磁共振等方法，可以实现引线键合的非破坏性可靠测试，但这种方法缺乏统一标准；此外还有高压空气吹检来定性测试，也可以通过检测工艺过程中焊球的压力来评价工艺的稳定性。最常用的引线键合方法是引线拉力法和球剪切力法，它具有严格的标准，操作性强，可以直接对引线键合质量做出评价。相比球剪切力法只是测试键合球点处的键合可靠性，引线拉力法可以完整地评价包括两个键合点和键合线在内的整个引线键合单元的可靠性。目前基于多传感器的破坏力测试，由于采用专用电路和测试结构的多传感器测试，因此成本高且复杂。

发明内容

本发明在于提供一种引线键合可靠性检测系统及方法，其能够缓解上述问题。

本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种引线键合可靠性检测系统，其包括：

传感器夹具，其为电动夹具，用于固定微型力传感器；

施力驱动模块，其包括电动拉力机以及用于拉住键合引线的拉钩，所述拉钩连接在所述电动拉力机的施力端头；

处理控制单元，其与所述传感器夹具以及所述电动拉力机电连接，分别用于控制所述传感器夹具的夹紧/松开动作以及控制所述电动拉力机对键合引线施加拉力；

数据处理模块，其与所述处理控制单元电连接，用于接收并分析来自所述处理控制单元的数据，以及储存、显示所接收的数据和数据分析后得到的数据；

电源模块，用于为所述处理控制单元、所述数据处理模块、所述电动拉力机以及所述传感器夹具供电。

本技术方案的技术效果是：采用该系统并结合微型力传感器，能够对键合芯片进行引线键合拉力测试，操作方便，测试结果可靠性高。

可选地，所述电动拉力机的拉力施加方向由下至上，所述拉钩处于垂悬状态。

本技术方案的技术效果是：电动拉力机的这种立式结构选择，能够节约设备占地面积。