在電子封裝領(lǐng)域，確保塑封電路在經(jīng)歷回流焊后的產(chǎn)品可靠性，同時(shí)防止產(chǎn)品開(kāi)裂，一直是工程師們面臨的重大挑戰(zhàn)。特別是在各種材料之間的結(jié)合面控制方面，EMC（環(huán)氧塑封料）與框架之間的結(jié)合力尤為關(guān)鍵，因?yàn)閹缀跛械姆謱蝇F(xiàn)象都出現(xiàn)在這一結(jié)合面上。如圖1所示，與鐵鎳合金相比，銅合金的封裝更容易因?yàn)榉謱佣鴮?dǎo)致開(kāi)裂。而EMC與銅框架之間結(jié)合力的低下，主要?dú)w因于封裝過(guò)程中銅框架上氧化膜厚度的增加。因此，對(duì)氧化層的深入分析對(duì)于提高封裝體的可靠性具有重要意義。
在封裝過(guò)程中，框架會(huì)經(jīng)歷一系列的加溫工序，其中裝片后的固化和鍵合是導(dǎo)致塑封前框架氧化的關(guān)鍵步驟。目前，業(yè)界典型的裝片膠固化溫度在150℃至200℃之間，固化時(shí)間在0.5小時(shí)至2小時(shí)不等；而鍵合的溫度則在180℃至220℃之間，時(shí)間在20秒至200秒之間。為了試驗(yàn)氧化膜對(duì)粘結(jié)力及分層的影響，本研究測(cè)量了不同溫度和時(shí)間下銅框架的氧化層厚度，并探討了氧氣濃度對(duì)氧化層厚度增加的關(guān)系。
本文科準(zhǔn)測(cè)控小編旨在探討引線框氧化與封裝體可靠性之間的關(guān)系，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，為提高塑封電路的可靠性提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。通過(guò)對(duì)銅框架氧化層厚度的精確測(cè)量和氧氣濃度對(duì)其影響的研究，我們期望能夠找到優(yōu)化封裝工藝、提高產(chǎn)品性能的有效途徑。隨著電子設(shè)備的小型化和高性能化，對(duì)封裝材料和工藝的要求也越來(lái)越高，本研究的成果將對(duì)電子封裝行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品創(chuàng)新產(chǎn)生積極影響。
一、檢測(cè)原理
EMC與氧化銅板之間的結(jié)合力測(cè)試原理是通過(guò)使用推拉力測(cè)試機(jī)對(duì)2mm的EMC立方體標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行塑封注塑在預(yù)先高溫氧化處理過(guò)的銅板上，然后通過(guò)設(shè)定特定的測(cè)試參數(shù)，如測(cè)試速度、目標(biāo)力值等，來(lái)測(cè)量并記錄EMC立方體與氧化銅板之間的分離力，從而評(píng)估兩者之間的結(jié)合強(qiáng)度和可靠性。這一過(guò)程涉及到精確的機(jī)械操作和數(shù)據(jù)記錄，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。
二、接合力測(cè)試（EMC與氧化銅板之間的結(jié)合力）
測(cè)試方法如下圖，說(shuō)明了如何測(cè)試EMC與氧化銅板之間的結(jié)合力。該測(cè)試使用2mm的EMC立方體作為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)塊，使用此標(biāo)準(zhǔn)塊塑封注塑在銅板上。銅板預(yù)先在高溫下進(jìn)行氧化，取得不同的氧化層厚度。在完成注塑后使用推拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試。
1、常用檢測(cè)設(shè)備
Beta S100 推拉力測(cè)試機(jī)
1）設(shè)備概述
a、推拉力測(cè)試機(jī)是一種專(zhuān)為微電子領(lǐng)域設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備，用于評(píng)估引線鍵合后的焊接強(qiáng)度、焊點(diǎn)與基板的粘接強(qiáng)度以及進(jìn)行失效分析。該儀器能夠執(zhí)行多種測(cè)試，如晶片推力測(cè)試、金球推力測(cè)試和金線拉力測(cè)試，配備有高速力值采集系統(tǒng)，以確保測(cè)試的精確性。
b、用戶(hù)可以根據(jù)具體的測(cè)試需求更換相應(yīng)的測(cè)試模塊，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別并調(diào)整到合適的量程。這種靈活性使得設(shè)備能夠適應(yīng)不同產(chǎn)品的測(cè)試需求。每個(gè)測(cè)試工位都設(shè)有獨(dú)立安全高度和速度限制，以防止因誤操作而損壞測(cè)試探頭。該系統(tǒng)以快速、精確和廣泛的適用性為特點(diǎn)。
c、該推拉力測(cè)試機(jī)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路封裝測(cè)試、LED封裝測(cè)試、光電器件封裝測(cè)試、PCBA電子組裝測(cè)試，以及汽車(chē)電子、航空航天和軍事等領(lǐng)域。同時(shí)，它也適用于電子分析和研究單位進(jìn)行失效分析，以及教育機(jī)構(gòu)的教學(xué)和研究活動(dòng)。
2）設(shè)備特點(diǎn)
3）檢測(cè)流程
a、設(shè)備與模塊準(zhǔn)備
檢查推拉力測(cè)試機(jī)及其配件是否齊全并且處于良好的工作狀態(tài)。
確認(rèn)所有設(shè)備均已校準(zhǔn)，包括測(cè)試機(jī)、推刀和夾具。
b模塊安裝
將測(cè)試模塊正確地安裝到推拉力測(cè)試機(jī)上，并接通電源。
啟動(dòng)系統(tǒng)，等待模塊初始化完成，確保所有指示燈和顯示屏正常工作。
c、推刀安裝
根據(jù)測(cè)試需求選擇合適的推刀。
將推刀安裝到測(cè)試機(jī)的相應(yīng)位置，并確保其牢固鎖定。
d、夾具固定
將2mm的EMC立方體標(biāo)準(zhǔn)塊固定在測(cè)試夾具上，確保位置準(zhǔn)確無(wú)誤。
然后，將夾具安裝到測(cè)試機(jī)的測(cè)試臺(tái)上，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)固定螺絲，確保夾具牢固。
e、設(shè)定測(cè)試參數(shù)
在推拉力測(cè)試機(jī)的軟件界面上設(shè)置測(cè)試參數(shù)。
輸入測(cè)試方法名稱(chēng)，選擇合適的傳感器，并設(shè)置測(cè)試速度、目標(biāo)力值、剪切高度和測(cè)試次數(shù)等參數(shù)。
參數(shù)設(shè)置完成后，保存并應(yīng)用到測(cè)試中。
f、執(zhí)行測(cè)試
在顯微鏡下觀察并確保EMC立方體和推刀的位置正確。
啟動(dòng)測(cè)試，觀察測(cè)試過(guò)程中的動(dòng)作，確保測(cè)試按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行。
如有異常情況，及時(shí)終止測(cè)試。
g、測(cè)試結(jié)果觀察與分析
測(cè)試完成后，觀察EMC立方體的破壞情況，并進(jìn)行失效分析。
如果需要，根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整測(cè)試參數(shù)，并重新進(jìn)行測(cè)試。
h、數(shù)據(jù)保存與報(bào)告編制
測(cè)試結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)提示保存測(cè)試結(jié)果。
確認(rèn)保存數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果編制詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告。
報(bào)告應(yīng)包括測(cè)試條件、測(cè)試結(jié)果、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論等。
i、后續(xù)處理
根據(jù)測(cè)試結(jié)果，評(píng)估EMC與氧化銅板之間的機(jī)械強(qiáng)度和可靠性。
如果測(cè)試結(jié)果不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，可能需要重新設(shè)計(jì)或改進(jìn)制造工藝。
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