半導(dǎo)體器件中的鍵合工藝材料主要采用Au、Al、Cu及Ag四種金屬作為引線，從而實(shí)現(xiàn)芯片與引出端的電氣互聯(lián)。在軍工、宇航等高可靠性半導(dǎo)體器件中的引線材料主要是以Au及Al為主，Cu及Ag作為鍵合材料在半導(dǎo)器件封裝中同樣應(yīng)用廣泛。Au線，廣泛引用熱壓鍵合及熱超聲鍵合工藝中，適用于各類半導(dǎo)體器件芯片的互聯(lián)要求，是目前應(yīng)用最廣的鍵合材料。

鍵合引線的力學(xué)性能評價(jià)方法

鍵合引線的電性能、熱性能的評價(jià)主要取決于鍵合引線的材料，而力學(xué)性能的評價(jià)可以按JESD22-B116A-2009（引線鍵合剪切試驗(yàn)方法）及MIL-STD-883K方法2011.9（鍵合拉力）進(jìn)行。其中JESD22-B116A-2009覆蓋了直徑（18μm～76μm或0.7mil～3mil）制成的球形鍵合和用直徑較大（至少3mil）制成的楔形鍵，此類鍵合常用于集成電路和混合微電子組件。該方法屬于破壞性試驗(yàn)，用于工藝控制和質(zhì)量保證，適用于當(dāng)球高度至少10.16μm或0.4mil的球形鍵合或鍵合高度至少1.25mils焊接區(qū)域的楔形鍵合。

鍵合剪切就是利用推刀去剪切鍵合點(diǎn)，使其與鍵合焊盤分離的過程。分離時(shí)所需的力稱作鍵合剪切力。球形鍵合的鍵合點(diǎn)剪切分離模式共有6種類型，其中類型4及類型5屬于無效模式，應(yīng)將這些數(shù)據(jù)剔除外。

1.鍵合點(diǎn)分離

2.鍵合點(diǎn)切斷

3.凹坑

4.鍵合工具與鍵合面接觸

5.跳剪

6.鍵合焊盤部分分離

鍵合剪切試驗(yàn)之前應(yīng)對焊盤鍵合進(jìn)行檢查，尤其是塑封集成電路，因?yàn)椴捎脻袷交瘜W(xué)或干法刻蝕開封后，鍵合表面的金屬化合物因蝕刻而缺失或存在顯著的化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，所以在鍵合焊盤上，有顯著化學(xué)腐蝕或無金屬化區(qū)的鍵合點(diǎn)，不應(yīng)進(jìn)行剪切試驗(yàn)。然后對所試的球形鍵合點(diǎn)的直徑進(jìn)行測量，因?yàn)榍蜴I合的鍵合剪切力與球鍵合的直徑有關(guān)，而且鍵合剪切力是鍵合點(diǎn)和鍵合面金屬化層之間金屬鍵合的一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)。

測試設(shè)備應(yīng)使用校準(zhǔn)的負(fù)載單元或傳感器；鍵合剪切力測試儀的最大負(fù)載能力應(yīng)足以把芯片從固定位置上分離或大于規(guī)定的最小剪切力的 2 倍。設(shè)備準(zhǔn)確度應(yīng)達(dá)到滿刻度的5%。設(shè)備應(yīng)能提供并記錄施加于芯片的剪切力，也應(yīng)能對負(fù)載提供規(guī)定的移動(dòng)速率。