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多功能推拉力測(cè)試機(jī)測(cè)試引線鍵合后焊接強(qiáng)度,三種類型的線材對(duì)比

發(fā)布時(shí)間:2023-03-20         文章來源:
       引線鍵合是電子產(chǎn)品中使用的一種突出的互連機(jī)制,包裝行業(yè)幾乎95%的設(shè)備是通過電線連接的。這些電線充當(dāng)在有源電子電路和引線框架之間傳輸功率和信號(hào)的路徑。在引線接合工藝中使用的引線材料是金(Au)、鋁(Al)和銅(Cu)。目前,由于電路設(shè)計(jì)的進(jìn)步,正在進(jìn)行優(yōu)化接合參數(shù)的測(cè)試,深受電子封裝行業(yè)的影響。所做的測(cè)試包括引線鍵合拉力測(cè)試和引線鍵合剪切測(cè)試。另一方面,在球柵陣列(BGA)中已經(jīng)報(bào)道了剪切試驗(yàn)的模擬封裝。利用多功能推拉力測(cè)試機(jī)對(duì)引線鍵合剪切試驗(yàn)。三種類型線材之間的比較金(Au)、鋁(Al)和銅(Cu)被用來評(píng)估材料對(duì)應(yīng)力響應(yīng)的影響。
       材料屬性:
       

材料屬性-1.jpg

       利用引線鍵合剪切試驗(yàn)機(jī)對(duì)引線鍵合電子封裝的可靠性和鍵合強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試。設(shè)計(jì)了一個(gè)三維非線性有限元模型來模擬在平面焊盤上進(jìn)行引線鍵合剪切試驗(yàn)時(shí)鍵合引線的應(yīng)力響應(yīng)。采用多功能推拉力對(duì)金(Au)、鋁(Al)和銅(Cu)三種類型的線材測(cè)試進(jìn)行了比較,以仔細(xì)觀察線材在引線鍵合剪切試驗(yàn)中對(duì)鍵合引線應(yīng)力響應(yīng)的影響。

       引線鍵合的應(yīng)力響應(yīng)圖如下:

金線接合的應(yīng)力響應(yīng)圖.jpg

                                                                                                    金線接合的應(yīng)力響應(yīng)圖

鋁線接合的應(yīng)力響應(yīng)圖.jpg

                                                                                                    鋁線接合的應(yīng)力響應(yīng)圖

銅線接合的應(yīng)力響應(yīng)圖.jpg

                                                                                                     銅線鍵合的應(yīng)力響應(yīng)圖

       對(duì)平坦焊盤表面的線焊剪切試驗(yàn)進(jìn)行了模擬。這個(gè)測(cè)試引線材料對(duì)引線鍵合剪切試驗(yàn)中應(yīng)力響應(yīng)的影響??偨Y(jié)如下:

       1) 三種類型的引線鍵合剪切試驗(yàn)期間引線球鍵合的應(yīng)力響應(yīng)線材:金、鋁、銅。

       2) 根據(jù)評(píng)估,可以觀察到銅線在引線鍵合過程中,與鋁線鍵合和金線鍵合相比,鍵合會(huì)產(chǎn)生更高的應(yīng)力剪切試驗(yàn)?zāi)M。

       3) 所有線材的鍵合應(yīng)力響應(yīng)如上圖所示,金鋁銅。

       4) 所有最大鍵合應(yīng)力均記錄在35μm處球鍵合面積。

       結(jié)果表明,在用多功能推拉力測(cè)試機(jī)測(cè)試引線鍵合剪切試驗(yàn)中,與鋁和金線鍵合相比,銅線鍵合會(huì)產(chǎn)生更高的應(yīng)力。

多能力推拉力測(cè)試機(jī).jpg

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