芯片剪切力测试与检测-[北检院]北检(北京)检测技术研究院|第三方科研检测中心

检测项目

芯片剪切力测试涵盖三大核心项目：焊点剪切强度测试、粘接层界面结合力评估以及封装材料机械性能分析。焊点测试重点测量BGA/CSP封装中锡球与基板间的抗剪切能力；粘接层测试针对DAF膜、环氧树脂等介面材料进行剥离强度测定；封装材料测试则包含模塑料与基板的热应力匹配性验证。

特殊场景下需执行进阶测试：三维堆叠芯片的层间剪切强度验证、功率器件散热片的粘接可靠性测试以及高温高湿环境下的时效性剪切试验。所有测试均需记录最大剪切载荷、位移曲线及失效模式特征值。

检测范围

本检测适用于各类半导体封装形式：

传统封装：QFP/QFN/SOP等引线框架类器件

先进封装：FCBGA/WLCSP/Fan-Out等晶圆级封装

功率模块：IGBT/SiC模块的DBC基板结合力测试

存储器件：3D NAND堆叠结构的层间剪切评估

材料体系覆盖焊锡合金（SAC305/SnPb）、导电胶（银浆/各向异性胶）、绝缘胶（环氧/聚酰亚胺）及陶瓷基板（AlN/Al₂O₃）等典型封装材料组合。

检测方法

国际主流方法包括：

推球法（Ball Shear Test）：依据JESD22-B117A标准，采用平头推刀以0.2-500mm/min速率垂直施力于焊球顶部

平切法（Die Shear Test）：按ASTM D6416规范，使用楔形刀具平行切入芯片底部界面

微拉伸法（Micro Pull Test）：通过精密夹具对微小焊点（＜100μm）进行轴向拉伸测试

动态冲击测试：基于MIL-STD-883 Method 2019实施高应变率（＞100mm/s）剪切试验

特殊工艺需采用定制化方案：倒装芯片的局部加热剪切测试（150-250℃）、柔性基板的循环载荷疲劳测试以及真空环境下的低温（-55℃）剪切试验。

检测仪器

设备类型	技术参数	应用场景
万能材料试验机	量程0.01N-50kN 位移分辨率0.1μm 温度范围-70℃~300℃	常规剪切/拉伸复合测试
微力测试系统	纳米级力学模块光学定位精度±1μm 六轴力传感器	3D封装微凸点测试
高速摄像系统	帧率100,000fps 显微放大倍率500X 数字图像相关模块	失效过程动态分析
环境模拟箱	温控精度±0.5℃ 湿度范围10-98%RH 真空度＜10⁻³Pa	加速老化试验

精密仪器需定期进行ISO/IEC 17025体系校准：载荷传感器采用E2级砝码溯源至NMI标准；位移系统通过激光干涉仪进行纳米级精度验证；温度场均匀性符合GB/T 5170规范要求。

检测优势

1. 确保安全：通过检测可以确保防爆用呆扳手的安全性，防止在使用过程中引发火灾或爆炸。

2. 提高质量：通过检测可以提高防爆用呆扳手的产品质量，增强其市场竞争力。

3. 延长使用寿命：通过检测可以发现呆扳手的潜在问题，及时进行维修和更换，延长其使用寿命。

4. 降低维护成本：通过定期检测可以及时发现呆扳手的问题，避免因故障导致的停机和维修成本。

5. 提高工作效率：通过检测可以确保呆扳手的正常使用，提高工作效率，减少因工具故障导致的生产损失。

　　以上是关于芯片剪切力测试与检测相关的简单介绍，具体试验/检测周期、方法和步骤以与工程师沟通为准。北检研究院将持续跟进新的技术和标准，工程师会根据不同产品类型的特点，选取相应的检测项目和方法，以最大程度满足客户的需求和市场的要求。

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