在現(xiàn)代汽車(chē)電子領(lǐng)域，車(chē)載元器件的可靠性與汽車(chē)駕駛安全息息相關(guān)。為滿足車(chē)載電子元器件的高可靠性與耐用性，對(duì)其封裝質(zhì)量進(jìn)行全面而細(xì)致的檢驗(yàn)顯得尤為重要。

　　在AEC-Q系列的認(rèn)證測(cè)試中，也有專(zhuān)門(mén)針對(duì)元器件封裝完整性的測(cè)試組別，其中剪切力試驗(yàn)無(wú)疑是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，用來(lái)保障芯片互連及元器件焊接牢固性等需求。

　　AEC-Q系列剪切力試驗(yàn)
　　 

　　PART 1、引線鍵合剪切力Wire Bond Shear

　　鍵合剪切

　　使用鑿形工具將一個(gè)球體或楔形鍵合從鍵合表面上剪切或推離的過(guò)程（見(jiàn)下圖）。造成這種分離所需的作用力將被記錄，稱為鍵合剪切力，用來(lái)評(píng)價(jià)芯片鍵合工藝質(zhì)量。

　　鍵合剪切類(lèi)型

　　Type 1-Bond Lift鍵合剝離

　　整個(gè)引線鍵合與鍵合表面分離，僅在鍵合表面留下壓印。很少有金屬間化合物形成或焊接到鍵合表面金屬化的跡象。

　　Type 2-Bond Shear鍵合剪切

　　引線鍵合的分離，其中：

　　1）鍵合表面金屬化薄層與引線鍵合停留在一起并且在鍵合表面留下壓印

　　2）金屬間化合物保持在鍵合表面并且與引線鍵合在一起

　　3）引線鍵合的主要部分停留在鍵合表面上。

　　Type 3-Cratering彈坑

　　在鍵合表面金屬化的情況下，絕緣層(氧化物或?qū)娱g電介質(zhì))和本體材料(硅)分離或脫落。在絕緣層中顯示凹坑或凹陷（未延伸到本體中）的分離界面不視為毀壞。需要注意的是，凹坑可由多個(gè)因素引起，這些因素包括引線鍵合操作、鍵合后處理，甚至引線鍵合剪切測(cè)試本身的行為等。剪切試驗(yàn)前出現(xiàn)的凹坑是不可接受的。

　　Type 4-Die Surface Contact芯片表面接觸

　　剪切工具接觸芯片表面并產(chǎn)生無(wú)效剪切值。這種情況可能是由于試樣放置不當(dāng)、芯片表面與剪切面不平行、剪切高度較低或儀器故障造成的。這種鍵合剪切類(lèi)型是不可接受的，應(yīng)從剪切數(shù)據(jù)中剔除。

　　Type 5-Shearing Skip剪切跳過(guò)

　　剪切工具僅去除球體或楔形/針腳式鍵合的最頂端部分。這種情況可能是由于試樣放置不當(dāng)、芯片表面與剪切面不平行、剪切高度較高或儀器故障造成的。這種鍵合剪切類(lèi)型是不可接受的，應(yīng)從剪切數(shù)據(jù)中剔除。

　　Type 6-Bonding Surface Lift鍵合面剝離

　　鍵合表面金屬化與下層基板或基體材料之間的分離。有跡象表明鍵合表面金屬化層仍附著在球體或楔形/針腳式鍵合上。

　　鍵合剪切失效標(biāo)準(zhǔn)

　　金球鍵合的失效準(zhǔn)則

　　如果單個(gè)和樣本的最小平均球鍵剪切值大于或等于表中的規(guī)定值，則器件上的金球鍵合應(yīng)被認(rèn)為可接受。

　　鋁楔形/針腳式鍵合的失效準(zhǔn)則

　　如果最小剪切值大于或等于制造商的鍵合線抗拉強(qiáng)度，則器件上的鋁楔型/針腳式鍵合應(yīng)視為可接受。此外，發(fā)生鍵合的鋁楔形/針腳式鍵合“足跡”的百分比應(yīng)大于或等于50%。

　　PART 2、芯片剪切力Die Shear

　　芯片剪切

　　強(qiáng)度試驗(yàn)的主要目的在于評(píng)估芯片與底座之間的附著強(qiáng)度，以綜合評(píng)價(jià)芯片安裝在底座上所采用的材料和工藝步驟的可靠性。這一測(cè)試方法直接關(guān)系到芯片封裝的質(zhì)量，并通過(guò)測(cè)量剪切力的大小來(lái)判斷其是否符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，通過(guò)分析芯片剪切時(shí)的失效位置和失效模式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正在芯片封裝過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題。

　　PART 3、錫球剪切力Solder Ball Shear

　　芯片剪切

　　錫球剪切：

　　將錫球面朝上，剪切臂的高度約為球體高度的1/3，且不接觸基底表面，使用0.28-0.50mm/s的恒定剪切速率將錫球從基板表面上剪切或推離的過(guò)程（見(jiàn)下圖）。造成這種分離所需的作用力將被記錄，稱為錫球剪切力，用來(lái)評(píng)價(jià)錫球的焊接質(zhì)量。

　　錫球分離模式
　　 

　　錫球剪切驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

　　PART 4、剪切試驗(yàn)力試驗(yàn)設(shè)備

　　*部分截圖來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100-001