【JESD22-B120.01 part1】Wire Bond Pull Test Methods引线键合拉力测试方法

目录

引线键合拉力测试方法

1 范围

2 规范性引用文件

3 术语与定义

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4 设备与材料

4.1 检测设备

4.2 工件夹具

4.3 引线键合拉力测试设备

4.4 拉拽挂钩

4.5 键合拉力夹具

5 测试流程

5.1 校准

5.2 去封装后待测试键合点的目视检查

5.2.1 铝焊盘与铜焊盘金属化层的键合焊盘检查及合格标准

5.2.2 铜引线与银引线及连接部位（所有键合点）的检查及合格标准

5.3 引线键合拉力测试操作

5.3.1 挂钩拉力法

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5.3.1.1 引线拉力测试（WPT）—— 挂钩置于引线跨中位置附近

5.3.1.1.1 带材键合或多回路引线键合拉力测试的特殊考量

5.3.1.1.2 低回路高度引线与带材拉力测试的特殊考量

5.3.1.1.3 堆叠芯片引线拉力测试的特殊考量

5.3.1.1.3 堆叠芯片引线拉力测试的特殊考量（续）

5.3.1.2 球键合拉力测试（BPT）—— 挂钩置于热超声球键合点颈部附近

5.3.1.3 针脚键合拉力测试（SPT）—— 挂钩置于热超声针脚键合点附近

5.3.2 单键合点夹具拉力法（引线切断）

5.3.2.1 球键合夹具拉力测试（BPCT）—— 热超声球键合点的夹具拉拽

5.3.2.2 针脚键合夹具拉力测试（SPCT）—— 热超声针脚键合点的夹具拉拽

5.4 拉拽后引线键合点的检查

5.5 引线键合拉力失效代码

引线键合拉力测试方法

1 范围

本测试方法提供了一种测定引线键合强度及失效模式的手段，适用于芯片或封装键合表面上的键合引线及其对应互连结构，可对封装前或封装后的器件进行测试。本测试方法适用范围如下：

• 热超声键合（球键合与针脚键合）：适用于金合金、铜合金、银合金引线，引线直径范围为 15μm~76μm（0.6 mil～3.0 mil）；
• 超声键合（楔形键合）：适用于金合金、铜合金、铝合金引线，引线直径范围为 18μm~600μm（0.7 mil～24.0 mil）。

本引线键合拉力测试为破坏性测试，适用于工艺开发、过程控制和 / 或质量保证环节。

本测试方法规定了两种不同的引线拉力测试方式：

1. 一种方式使用挂钩 —— 将挂钩置于引线下方后进行拉拽；
2. 另一种方式需先切断引线 —— 将夹具夹在与待测试键合点相连的引线上，通过夹具拉拽引线。

本测试方法定义了三类拉力测试：

• 引线拉力测试（WPT）：适用于所有键合引线；
• 球键合拉力测试（BPT）与针脚键合拉力测试（SPT）：仅适用于热超声键合引线。

本测试方法也可用于以下四类热超声键合与超声键合场景，但每种场景测试时需特殊考量：

a) 拉拽采用多超声键合的铝引线与铝带材（参见 5.3.1.1.1 的特殊考量）。多回路引线与带材常用于部分高功率器件封装；

b) 拉拽反向键合引线（又称 “球上针脚键合”），这类键合包括金球上金针脚键合、铜球上铜针脚键合、金球上铜针脚键合（详见附录 A 的 A.1 部分）；

c) 拉拽热超声键合引线 —— 此类引线的针脚键合上方设有加固键合点或加固回路以提升强度（详见 A.2 部分）；

d) 拉拽堆叠芯片上的热超声键合引线 —— 当引线和 / 或键合点无法接触以进行正常拉力测试时（参见 5.3.1.1.3 的特殊考量）。

2 规范性引用文件

• JESD47《集成电路的应力测试驱动型鉴定》
• 另见附录 H（资料性附录）引用文件。

3 术语与定义

本标准中，适用下列术语与定义：

• 引线键合（bond, wire）：通过热超声或超声引线键合工艺，将引线（通常为金、铝、铜或银材质）与键合表面粘接或焊接的过程。
• 球键合（ball bond）：热超声（球）键合工艺中的第一个键合点，将小直径引线（通常为金、铜或银材质）的端部键合至芯片键合表面（通常为铝合金芯片焊盘金属化层）。球键合包含通过电子火焰熔断形成的引线膨大球形或钉头状部分、下方的键合焊盘，以及球键合与键合焊盘之间的冶金焊接界面。
• 针脚键合（stitch bond）：热超声（球）键合工艺中的第二个键合点，通常将引线键合至封装键合表面（如引线框架、基板、接线柱等）。stitch bond也可称为月牙键合。对于部分特殊结构（如反向键合），第二个键合点可能形成于凸点上方（另见 “反向键合” 与 “凸点” 定义）。
• 楔形键合（wedge bond）：通过超声键合工艺，将引线（通常为铝、铜或金材质）或铝带材键合至芯片键合表面（通常为铝焊盘金属化层）或封装键合表面（通常为镀覆引线框架接线柱或引脚）的过程。
• 键合表面（bonding surface）：引线键合所附着的表面，可能为以下任意一种：1）芯片焊盘金属化层或芯片表面金属化层（如 MOSFET）；2）封装表面金属化层（如引线框架、基板、接线柱）；3）凸点（另见 “反向键合” 与 “凸点” 定义）；4）芯片焊盘 / 散热片或封装表面金属化层上的键合针脚（另见 “加固键合点” 与 “加固回路” 定义）。
• 热超声键合工艺（bonding process, thermosonic）：通过组合施加热量、压力与超声横向振荡运动，实现两个部件连接的键合工艺。
• 超声键合工艺（bonding process, ultrasonic）：通过组合施加压力与超声横向振荡运动，实现两个部件连接的键合工艺。
• 键合引线（bonding wire）：键合至芯片键合表面的引线，用于实现芯片与器件封装内其他点位的电连接。
• 带材（引线）（ribbon (wire)）：扁平状引线（非圆形）。本测试方法中，“引线” 一词同时涵盖圆形引线与带材（引线）。
• 铝引线（aluminum wire）：铝合金引线，铝含量通常不低于 98%。
• 铜引线（copper wire）：铜合金引线，铜含量通常不低于 99%，也包括镀有极薄钯层或金钯合金层的铜引线。
• 金引线（gold wire）：金合金引线，金含量通常不低于 99%。
• 银引线（silver wire）：银合金引线，集成电路（IC）用银引线的银含量通常高于 85%，发光二极管（LED）用银引线的银含量通常高于 75%。
• 跨中位置（midspan）：键合引线上的一个位置，约为两个键合点之间水平距离的中点（见图 1）。

（图 1—— 跨中位置定义）

• 异常产品（outlier product）：符合制造商规格与用户要求，但相对于正常群体表现出异常特性的产品（其示例可参考图 2 的直方图），在用户应用中可能存在高于正常水平的失效风险。注 1：本文件中，所有引线键合拉力测试仅规定最小拉力值要求，无上限要求，因此上规格限（USL）不适用。注 2：另见 JESD50《异常产品剔除与异常值管理特殊要求》。

（图示：回路顶点、跨中位置、球键合、针脚键合，标注 1/2 距离）

（图 2——8 个异常值示意图，其中 7 个为异常产品）

• 反向键合（reverse bond）：一种热超声键合，球键合点位于封装键合表面，针脚键合点位于芯片凸点上，又称 “球上针脚键合”。
• 凸点（bump）：去除引线后的热超声球键合点，可用作反向键合的底层球键合点（反向键合的第二个键合点 —— 针脚键合点位于其上），或置于针脚键合点上方形成加固键合点。
• 加固键合点（security bond）：在针脚键合点上方设置的凸点（另见 “凸点” 定义），用于提升针脚键合点的机械强度，以承受封装材料与键合表面之间的剪切应力。注：加固键合点常用于表面贴装 LED（发光二极管）封装，这类封装的透镜材料采用非填充型封装剂，其热膨胀系数高于二氧化硅填充型封装剂，因此会对针脚键合点施加更大的剪切应力。
• 加固回路（security loop）：未去除引线的加固键合点，其引线与针脚键合点连接至同一键合表面。
• 破坏性引线键合拉力测试（wire bond pull, destructive）：通过仪器拉拽热超声或超声键合引线，直至引线失效的测试过程。
• 非破坏性引线键合拉力测试（wire bond pull, non-destructive）：通过仪器以特定载荷拉拽热超声或超声键合引线，载荷低于最小破坏性拉力值，确保引线不会产生永久性损伤或性能劣化的测试过程。
• 引线键合拉力（破坏性）（wire bond pull force (destructive)）：导致以下任意一种情况发生所需的力：键合引线断裂；任一键合点从键合表面脱离；任一键合表面从芯片、引线框架或基板脱离。

4 设备与材料

引线键合拉力测试所需的设备与材料如下：

4.1 检测设备

需配备光学显微镜系统或扫描电子显微镜（SEM），最小放大倍数为 70 倍，用于对失效模式进行光学评估（如引线断裂为韧性断裂或脆性断裂、键合点从焊盘或引线框架 / 基板脱离时焊盘或引线框架 / 基板上是否残留残留物等）。但对于验证失效代码 1、2、3、6、7、8、9（详见 5.5 中失效代码的详细说明），可能需要更高的放大倍数。

4.2 工件夹具

用于固定器件的夹具（称为 “工件夹具”）需满足：在引线键合拉力测试过程中防止器件发生任何位移，并能调整挂钩位置以确保对引线施加最佳拉力。

4.3 引线键合拉力测试设备

该设备需包含适用的装置，能按照本测试方法要求对键合引线施加拉力，直至引线、引线键合点或引线键合表面发生失效。设备需满足以下要求：

• 能以恒定速率施加拉力；
• 能以国际单位制（SI）和 / 或英制单位显示施加的拉力；
• 需在待测试特定引线的预期拉力值全范围内进行校准，校准精度为预期断裂载荷的 ±5% 或 ±2.9 毫牛（±0.3 克力），取公差范围更大的一项；
• 拉力值范围随引线材料与引线横截面尺寸变化而不同。

应采用拉力测试设备制造商推荐的、适用于待测试引线材料的拉拽工具移动速度。为验证测试拉拽速度是否在可接受范围内，需查看测力传感器的输出数据，确保整个测试过程中应变率保持一致。

4.4 拉拽挂钩

拉拽挂钩需采用强度高、刚性好的材料制造，确保在拉力测试过程中不会发生变形。用于对互连引线施加拉力的挂钩，其线材直径需足够大，最终形状需确保挂钩施加的拉力能通过引线传递至键合点，且不会切断引线。表 1 规定了挂钩的最小直径，以满足上述要求。

表 1 拉拽挂钩最小直径指导要求

对于带材引线，需采用与待测试带材引线横截面积相同的等效圆形引线直径。挂钩的水平扁平部分尺寸需大于待测试带材引线等效直径的 1.25 倍。

挂钩表面需光滑（无锐边）、无缺陷且无污染物，避免影响测试结果或损坏待测试引线。

4.5 键合拉力夹具

对于夹具拉力测试，所用夹具需满足：

• 能对被拉拽引线施加足够的夹持力，确保测试过程中引线不打滑；
• 夹具尺寸需足够大，能牢固夹持引线直径或带材的宽度与厚度，确保拉拽时不发生位移；
• 夹具的外部形状与尺寸需优化设计，既能夹紧待测试引线，又能最大程度减少接触并损坏器件上其他待测试引线的可能性。

5 测试流程

5.1 校准

进行引线键合拉力测试前，需确认设备已按照制造商规格完成校准，且当前处于校准有效期内。若设备迁移至其他位置，需重新进行校准。

5.2 去封装后待测试键合点的目视检查

本测试方法除用于制造过程监控外，还可用于评估封装器件在焊接操作后或可靠性应力测试后的键合点状态。为此，需去除封装材料，且去除过程中不得对引线、键合点、键合界面或键合表面造成显著损伤。

去封装后的键合点拉力值通常低于未封装键合点，因此不可与同类未封装键合点的拉力值直接比较。若去封装工艺控制良好且可重复（如金引线的去封装），本测试方法可用于批次间比较；但对于铜引线与银引线，难以通过稳定控制去封装工艺确保测试结果的准确性 —— 铜（Cu）与银（Ag）引线的蚀刻效果会因封装材料类型及样品所承受的可靠性应力测试强度不同而存在差异（详见附录 B 中关于铜引线与银引线键合器件去封装工艺的补充说明）。

此外，需检查键合点，确保已去除足够的封装材料，以便挂钩能顺利放置。

5.2.1 铝焊盘与铜焊盘金属化层的键合焊盘检查及合格标准

若采用湿化学蚀刻和 / 或干法蚀刻工艺打开器件并进行引线键合拉力测试，需按以下步骤检查键合焊盘：

1. 首先确认键合表面区域的金属化层未因化学蚀刻而缺失；
2. 然后确认引线键合点已附着在键合表面上。

对于金属化层存在明显化学腐蚀或缺失的铝焊盘或铜焊盘键合点，不得用于引线键合拉力测试。

若键合表面未因化学蚀刻产生损伤，但引线键合点因其他原因（如封装应力）未附着在键合表面上，此类引线键合点仍视为有效测试对象，需在拉力测试数据中记录为拉力值 0（零）。

5.2.2 铜引线与银引线及连接部位（所有键合点）的检查及合格标准

对铜引线或银引线器件进行引线键合拉力测试时，需在去封装后、拉力测试前或测试后检查键合点与引线的连接状态，确保去封装过程未导致金属明显损耗或其他损伤（此类损伤可能影响拉力测试结果）。若铜键合点、铜引线因去封装工艺产生明显化学腐蚀或其他损伤，对应的拉力测试结果可剔除（附录 B 提供了评估损伤可接受程度的补充信息）。

5.3 引线键合拉力测试操作

本文件规定了多种引线键合拉力测试类型，包括：

• 引线拉力测试（使用挂钩拉拽引线，使两个键合点均承受应力）；
• 球键合拉力测试（使用挂钩或夹具拉拽，主要使球键合点承受应力）；
• 针脚键合拉力测试（使用挂钩或夹具拉拽，主要使针脚键合点承受应力）；
• 楔形键合拉力测试（使用夹具或挂钩拉拽，使一个或两个键合点承受应力）。

以下将详细说明各类拉力测试及其变体形式。

注：并非所有键合拉力测试都能获得可重复和 / 或可再现的结果，测试结果可能受器件几何结构及器件去封装效果（如需去封装）影响。器件内哪些引线和键合点需进行测试、采用哪种拉力测试类型，需由引用本测试方法的鉴定文件确定，且需确保所有类型键合点的拉力测试均能充分覆盖。

5.3.1 挂钩拉力法

开始测试前，引线键合拉力测试设备需通过所有自检程序；设备及测试区域需无过度振动或位移。检查拉拽挂钩，确认使用的挂钩型号正确、状态良好（无弯曲或损伤，如刻痕、锐边等），且挂钩处于抬起位置。

调整工件夹具以适配待测试器件，将器件定位至待测试键合点位于拉拽挂钩正下方。根据所用引线键合拉力测试设备的类型，可降低挂钩或抬高器件，使挂钩置于待测试引线下方，但不得接触芯片表面或封装基板 / 引线框架表面（见图 3）。若引线下方空间不足，无法放置挂钩，可采用夹具进行引线拉力测试（详见 5.3.2）。

（图 3—— 将挂钩置于引线下方，标注拉拽方向与 90° 角度、键合表面、引线）

（图 4—— 挂钩相对于引线的定位（俯视视角），标注挂钩、引线、1/2 距离）

从俯视视角观察，需将挂钩相对于待测试键合引线定位至与引线长度方向垂直（见图 4）；若受空间限制，需尽可能接近垂直方向。将挂钩置于引线下方，使引线大致位于挂钩中部 —— 既不能过靠近挂钩端部（防止引线滑落），也不能过靠近挂钩内侧（防止挂钩上部阻碍引线自由移动）。测试开始前，挂钩不得接触引线。定位完成后，需尽可能沿垂直于键合表面的方向向上拉拽挂钩。

若引线间距小于挂钩长度，导致插入挂钩时必然接触其他引线，可采用以下任一方式插入挂钩：

1. 推荐方式：使用具备挂钩组件旋转功能的拉力测试设备。该功能可先将挂钩旋转至与引线平行，再将挂钩降至引线回路下方，最后旋转回与引线垂直的位置（旋转至垂直位置时需注意避免接触引线）；
2. 若设备不具备挂钩组件旋转功能，可旋转器件直至挂钩与引线平行，将挂钩降至引线下方后，再旋转器件使挂钩恢复与待测试引线垂直的位置，且不得干扰相邻引线。

挂钩沿引线长度方向的具体放置位置，需根据待执行的拉力测试类型确定。本测试方法定义的三类拉力测试及其对应的挂钩位置如下：

1. 引线拉力测试（WPT）（详见 5.3.1.1）—— 挂钩置于引线跨中位置附近；
2. 球键合拉力测试（BPT）（详见 5.3.1.2）—— 挂钩置于热超声球键合点颈部附近；
3. 针脚键合拉力测试（SPT）（详见 5.3.1.3）—— 挂钩置于热超声针脚键合点附近。

挂钩的最终定位需在最小放大倍数 15 倍的观察条件下完成，可使用具备变焦功能的显微镜辅助挂钩定位。

若在测试设置过程中或拉拽操作中挂钩接触到相邻引线，该相邻引线不得用于后续拉力测试。若该接触引线为规定需测试的引线，需将其失效代码记为 0（详见 5.5），并选择其他引线进行测试。

5.3.1.1 引线拉力测试（WPT）—— 挂钩置于引线跨中位置附近

本测试适用于以下键合类型：

• 热超声键合金引线、铜引线、银引线；
• 超声键合金引线、铜引线、银引线、铝引线；
• 超声键合铝带材。

本测试中，挂钩需置于引线未因键合形成而发生变形的长度段的跨中位置附近。不同类型引线键合的挂钩放置位置差异见图 5a 至图 5f，各图中两条线之间的区域为挂钩的大致放置范围。由于每条键合引线的长度与形状存在差异，本测试方法无法规定挂钩的精确放置位置。若需对同一器件的多个样品进行拉力测试，建议逐一确认每条待测试引线的挂钩具体放置位置，以最大程度减少测试结果的变异性。

需将挂钩固定在特定位置，限制其沿两个键合点之间的直线方向移动，防止挂钩抬升至最高位置（否则可能导致测试仅作用于单个键合点，如仅测试球键合点）。

（图 5a—— 热超声键合（芯片至基板）：若回路顶点靠近球键合点，挂钩置于引线跨中位置与回路顶点之间的中点附近；否则置于引线跨中位置附近，标注球键合、针脚键合、芯片、基板、跨中位置、回路顶点）

（图 5b—— 热超声反向键合：挂钩置于引线跨中位置附近，两条线之间的任意位置均可，标注球键合、凸点上针脚键合、芯片、凸点、基板）

（图 5c—— 热超声键合（芯片至芯片）：挂钩置于引线跨中位置附近，两条线之间的任意位置均可，标注球键合、凸点上针脚键合、2 号芯片、1 号芯片、基板、凸点）

（图 5d—— 超声键合（芯片至基板）：若跨中位置与回路顶点在引线上大致重合，挂钩置于引线跨中位置附近，两条线之间的任意位置均可；否则置于引线跨中位置与回路顶点之间的中点附近，标注芯片上楔形键合、基板上楔形键合、芯片、基板）

（图 5e—— 超声键合（芯片至芯片）：挂钩置于引线跨中位置附近，两条线之间的任意位置均可，标注芯片上楔形键合、2 号芯片、1 号芯片、基板）

（图 5f—— 超声多回路引线 / 带材键合：挂钩置于回路跨中位置附近，两条线之间的任意位置均可，标注多键合点、芯片上键合点、基板上键合点、芯片、基板）

注：若本方法用于封装后引线测试，需确保引线全长无封装材料残留。是否需去除键合点处所有封装材料，取决于是否需评估键合点的失效风险。

（图 5—— 不同类型引线键合的引线拉力测试（WPT）挂钩放置位置）

5.3.1.1.1 带材键合或多回路引线键合拉力测试的特殊考量

对带材键合或多回路引线键合进行（跨中位置）引线拉力测试时，需按以下要求确定待测试的回路数量：

• 2 个回路：仅测试其中 1 个回路（因首次测试会削弱中间键合点，可能导致第二个回路的拉力值偏低）；
• 3 个或 4 个回路：测试外侧的 2 个回路；
• 5 个及以上回路：测试外侧的 2 个回路；也可额外测试其他回路，但需确保待测试回路的两个键合点均未经过此前的拉力测试（即待测试回路两侧的回路均未进行过拉力测试）。

5.3.1.1.2 低回路高度引线与带材拉力测试的特殊考量

低回路高度的引线可能导致挂钩无法进入以进行引线拉力测试。图 6 展示了包含多个芯片的模块，其超声键合点的键合角度较小，因此整体回路高度较低。

（图 6—— 低键合角度引线示意图）

（图 7—— 带槽口的测试样品（用于挂钩放置）示意图）

可采用带槽口（见图 7）或附着金属化陶瓷芯片的测试样品，模拟引线回路轮廓，使挂钩能接触到待测试引线。这些测试样品的引线需与量产器件的引线同时键合，且采用相同的键合设置、操作人员与生产进度。测试样品的引线拉力测试结果可替代量产器件中无法接触的引线测试结果；若测试样品出现失效，需视为量产器件失效，并根据适用规格采取相应措施。

5.3.1.1.3 堆叠芯片引线拉力测试的特殊考量

多芯片封装的堆叠结构可能给引线拉力测试带来挑战 —— 并非所有引线或键合点都能暴露以进行正常测试。部分芯片堆叠结构中，器件完全组装后，部分引线无法通过挂钩或夹具接触；另一些堆叠结构中，部分键合点（如被芯片粘接材料包裹的键合点）在拉力测试过程中无法自由移动。

为实现工艺监控所需的引线拉力测试，需采用部分组装的特殊测试载体，以测试完全组装后无法接触的引线与键合点。测试载体的引线键合需与量产器件同时进行，且采用相同的工艺、流程与控制要求。

设计测试载体的制作方案时，需确保所选待测试引线能覆盖封装内的极端情况（例如，测试回路轮廓最低与最高的引线，或测试堆叠结构中最顶部与最底部的引线，以覆盖键合预热的极端条件）。

图 8 展示了包含 8 个芯片的堆叠结构：4 个芯片呈叠瓦状向右堆叠，另外 4 个呈叠瓦状向左堆叠。下方 4 个芯片的引线无法通过挂钩测试，因为上方 4 个芯片会对拉力测试造成干扰；堆叠结构中第 4 个芯片上的键合点还存在额外问题 —— 其被芯片粘接膜包裹，在引线拉力测试过程中无法自由移动。因此，建议采用仅包含下方 4 个芯片的测试载体，测试其引线键合；而量产器件可用于测试上方 4 个芯片的引线键合。

（图 8—— 反向 “叠瓦” 堆叠结构示意图）

5.3.1.1.3 堆叠芯片引线拉力测试的特殊考量（续）

图 9 展示了 5 个相同尺寸芯片的垂直堆叠结构。下方 4 个芯片的球键合点完全被上方芯片的粘接膜包裹，拉拽这类引线无法真实反映键合强度（粘接膜会改变拉力值）；且制作包含 1 个、2 个…… 直至量产堆叠芯片总数的测试载体也不现实。因此，针对垂直堆叠结构的拉力测试建议如下：

1. 与量产产品同步制作仅包含堆叠结构最底部芯片的测试载体，测试其引线键合；
2. 测试完全组装堆叠结构中最顶部芯片的引线键合。

（图 9—— 相同尺寸芯片的垂直堆叠结构示意图）

5.3.1.2 球键合拉力测试（BPT）—— 挂钩置于热超声球键合点颈部附近

本测试适用于热超声球键合金引线、铜引线、银引线的工艺开发与产品鉴定，其挂钩放置要求与部分行业鉴定标准类似。

本测试中，挂钩需尽可能靠近球键合点放置，或置于下图所示范围内。不同类型引线键合的挂钩放置位置差异见图 10a 至图 10c，各图中两条线之间的区域为挂钩的大致放置范围。由于每条键合引线的长度与形状存在差异，本测试方法无法规定挂钩的精确放置位置。若需对同一器件的多个样品进行拉力测试，建议逐一确认每个待测试球键合点的挂钩具体放置位置，以最大程度减少测试结果的变异性。

需将挂钩固定在特定位置，限制其向远离球键合点（测试关注点）的方向移动 —— 若挂钩远离关注点，测试可能更多作用于引线而非球键合点。

（图 10a—— 热超声键合（芯片至基板）：挂钩尽可能靠近球键合点颈部放置，两条线之间的任意位置均可，标注球键合、针脚键合、基板）（图 10b—— 热超声反向键合：挂钩尽可能靠近球键合点颈部放置，两条线之间的任意位置均可，标注球键合、凸点上针脚键合、芯片、凸点、基板）（图 10c—— 热超声键合（芯片至芯片）：挂钩尽可能靠近球键合点颈部放置，两条线之间的任意位置均可，标注球键合、凸点上针脚键合、凸点、基板）

注：若本方法用于封装后球键合点测试，需确保球键合点处无封装材料残留，且引线全长无封装材料残留。是否需去除针脚键合点处所有封装材料，取决于是否需评估针脚键合点的失效风险。

（图 10—— 不同类型引线键合的球键合拉力测试（BPT）挂钩放置位置）

5.3.1.3 针脚键合拉力测试（SPT）—— 挂钩置于热超声针脚键合点附近

本测试适用于热超声针脚键合金引线、铜引线、银引线，其挂钩放置要求与部分行业鉴定标准类似。

本测试中，挂钩需尽可能靠近针脚键合点放置，或置于下图所示范围内。不同类型引线键合的挂钩放置位置差异见图 11a 至图 11c，各图中两条线之间的区域为挂钩的大致放置范围。由于每条键合引线的长度与形状存在差异，本测试方法无法规定挂钩的精确放置位置。若需对同一器件的多个样品进行拉力测试，建议逐一确认每个待测试针脚键合点的挂钩具体放置位置，以最大程度减少测试结果的变异性。

需将挂钩固定在特定位置，限制其向远离针脚键合点（测试关注点）的方向移动 —— 若挂钩远离关注点，测试可能更多作用于引线而非针脚键合点。

（图 11a—— 热超声键合（芯片至基板）：挂钩尽可能靠近针脚键合点放置，两条线之间的任意位置均可，且挂钩不得接触其他结构，标注球键合、针脚键合、芯片、基板）（图 11b—— 热超声反向键合：挂钩尽可能靠近针脚键合点放置，两条线之间的任意位置均可，标注球键合、凸点上针脚键合、芯片、凸点、基板）（图 11c—— 热超声键合（芯片至芯片）：挂钩尽可能靠近针脚键合点放置，两条线之间的任意位置均可，标注球键合、凸点上针脚键合、凸点、2 号芯片、1 号芯片、基板）

注：若本方法用于封装后针脚键合点测试，需确保针脚键合点处无封装材料残留，且引线全长无封装材料残留。是否需去除球键合点处所有封装材料，取决于是否需评估球键合点的失效风险。

（图 11—— 不同类型引线键合的针脚键合拉力测试（SPT）挂钩放置位置）

5.3.2 单键合点夹具拉力法（引线切断）

本测试方法最适用于工艺开发、实验设计及验证挂钩拉力测试结果，不推荐用于量产过程控制（因需手动切断待测试引线，而挂钩拉力法无需此操作）。

开始测试前，引线键合拉力测试设备需通过所有自检程序；设备及测试区域需无过度振动或位移。检查夹具工具，确认其状态良好、无损坏。

调整工件夹具以适配待测试器件，在引线跨中位置切断待测试引线。若引线过短导致两端无法分别进行有效测试，可在靠近一个键合点的位置切断引线，以测试另一侧的键合点。引线长度需足够长，确保夹具能牢固夹持，且不接触键合点上方的引线颈部区域（以保证引线断裂失效模式（代码 5）仍可能发生）。切断引线时需小心操作，避免损坏剩余引线及待测试键合点。夹具的合格与不合格放置示例见图 12a 与图 12b。

（图 12a—— 夹具在引线上的合格放置：夹具夹持位置远离球键合点，确保引线跨中区域有断裂可能（代码 5），标注夹具、球键合、针脚键合、芯片、基板）（图 12b—— 夹具在引线上的不合格放置：夹具夹持位置过于靠近球键合点（处于颈部区域），导致引线跨中区域无法断裂（代码 5），标注夹具、球键合、针脚键合、芯片、基板、“X” 标记）

（图 12—— 夹具在引线上的合格与不合格放置示例）

将器件定位至待测试引线位于夹具正下方。根据所用引线键合拉力测试设备的类型，可降低夹具或抬高器件，使夹具置于待测试引线正上方。将夹具夹在待测试引线上，然后调整样品或夹具的方向，按照 5.3.2.1（球键合）或 5.3.2.2（针脚键合）中规定的方向拉拽引线。

5.3.2.1 球键合夹具拉力测试（BPCT）—— 热超声球键合点的夹具拉拽

本测试条件适用于热超声球键合金引线、铜引线、银引线。拉拽热超声球键合点时，拉力方向需垂直于球键合点向上（与键合表面呈 90°），见图 13。

（图 13—— 球键合拉力测试的夹具放置：夹具夹持引线后，缓慢移动至球键合点上方，垂直向上拉拽，标注夹具、球键合、针脚键合、芯片、基板、拉拽方向）

5.3.2.2 针脚键合夹具拉力测试（SPCT）—— 热超声针脚键合点的夹具拉拽

本测试条件适用于热超声针脚键合金引线、铜引线、银引线。拉拽热超声针脚键合点时，拉力方向需垂直于针脚键合点向上（与键合表面呈 90°），见图 14。

（图 14—— 针脚键合拉力测试的夹具放置：夹具夹持引线后，缓慢移动至针脚键合点上方，垂直向上拉拽，标注夹具、球键合、针脚键合、芯片、基板、拉拽方向）

5.4 拉拽后引线键合点的检查

所有键合点需按预先规定并记录的顺序进行拉拽测试，以便后续通过目视检查确定是否存在因拉拽操作不当需剔除的拉力值。

需在最小放大倍数 70 倍的条件下检查失效位置，并根据 5.5 的规定分配失效代码。

对于出现键合焊盘凹陷（失效代码 1）的拉拽键合点，需进一步调查凹陷原因：是键合操作前芯片和 / 或键合焊盘下方金属化层已存在的缺陷导致，还是键合过程本身导致。若凹陷失效由键合工艺引起，需视为引线键合有效失效，纳入拉力测试数据；若调查确认凹陷由键合前芯片和 / 或键合焊盘下方金属化层的预存缺陷引起，则该失效对本测试方法无效，对应的引线数据不得纳入拉力测试结果 —— 但需注意，此类预存缺陷仍需单独处理。

5.5 引线键合拉力失效代码

表 2 规定了所有类型引线键合通用的失效代码及描述；表 3 至表 9 分别针对七类不同引线键合类型，提供了详细的失效代码描述：

• 标准热超声键合（表 3）；
• 反向热超声键合（表 4）；
• 芯片至芯片热超声键合（表 5）；
• 标准超声键合（表 6）；
• 芯片至芯片超声键合（表 7）；
• 基板至基板超声键合（表 8）；
• 超声多回路引线 / 带材键合（表 9）。

所有键合类型的失效代码编号规则一致：

• 代码 1~3：与芯片键合点相关的失效（代码 1 为键合点下方芯片断裂，代码 2~3 为金属化层及键合点脱离，按失效位置从下到上编号）；
• 代码 4~6：引线断裂失效（代码 4 为靠近第一个键合点的加工硬化区域断裂，代码 6 为靠近第二个键合点的区域断裂，代码 5 为引线跨中区域断裂）；
• 代码 7~9：与基板 / 引线框架 / 接线柱键合点相关的失效（代码 7 为键合点脱离，代码 8 为金属化层脱离，代码 9 为基板 / 引线框架 / 接线柱断裂，按失效位置从上到下编号）。

本测试方法的失效代码与《军用标准 883》（Mil-Std 883）方法 2011 的失效代码不同，附录 C 提供了两类失效代码的对比说明。失效代码的图形示例详见附录 D 的表 11。

表 2 所有键合类型通用的引线键合拉力失效代码描述

（图示：失效代码位置分布 —— 标注芯片、基板、代码 1~9 的位置）

表 3 标准热超声键合引线的详细拉力失效代码

（图示：标准热超声键合失效代码位置 —— 标注球键合、针脚键合、芯片、基板、代码 1~9 的位置）

表 4 反向热超声键合引线的详细拉力失效代码

（图示：反向热超声键合失效代码位置 —— 标注基板上球键合、芯片凸点上针脚键合、芯片、基板、凸点、代码 1~9 的位置）

表 5 芯片至芯片热超声键合引线的详细拉力失效代码

（图示：芯片至芯片热超声键合失效代码位置 —— 标注芯片上球键合、芯片凸点上针脚键合、1 号芯片、2 号芯片、基板、凸点、代码 1~9 的位置）

表 6 标准超声键合引线的详细拉力失效代码