江苏
最近，科准测控接到一项导电碳夹层键合Die的剪切测试需求。客户需要通过推拉力测试机对样品施加侧向载荷，以评估键合结构的抗剪切能力。
在半导体封装及芯片键合工艺中，Die与基板之间的连接结构会影响封装组件的机械可靠性。对于采用导电碳夹层结构的键合样品，需重点评估芯片与中间层、基板之间的连接强度，避免因界面结合不足引发芯片剥离或连接结构破坏。
那么，导电碳夹层键合Die剪切力如何精准测量？怎样通过Die Shear测试客观评价芯片键合强度？本文科准测控小编围绕测试原理、测试标准、测试设备及操作步骤，为您系统解析具体测试方案。
一、测试原理
碳夹层键合Die剪切测试（Die Shear Test）的核心原理是：利用剪切刀头从Die侧面施加水平载荷，使芯片与中间层、基板构成的连接结构承受剪切应力，直至发生界面脱离或结构破坏。测试设备实时记录加载过程中的力值变化，并提取最大剪切力，用于定量评价样品在规定条件下的抗剪切性能。
针对碳夹层键合结构，测试完成后还需借助显微系统观察各连接界面的失效模式，判定失效是发生于Die与中间层界面、碳夹层内部，还是中间层与基板界面。
二、测试标准
MIL-STD-883 Method 2019：Die Shear Strength（芯片剪切强度测试）
该方法可作为微电子器件芯片剪切强度测试的参考，涉及试样固定、剪切加载、剪切力测量及失效情况评价等内容。
针对碳夹层键合Die，应结合样品尺寸、夹层结构、基板材质及客户测试要求，确定剪切刀头、加载速度、剪切高度及合格判定条件。
三、测试设备
本次测试采用科准测控Alpha-W260推拉力测试机，配合高倍显微观察系统、专用剪切刀头及专用固定夹具，对碳夹层键合Die进行剪切力测试。
测试条件：
测试样品：导电碳夹层键合Die
测试类型：破坏性剪切测试
加载速度：200 μm/s
剪切高度：100 μm
四、测试步骤
1. 准备测试样品
准备碳夹层键合Die样品，确认Die尺寸、厚度、基板结构及键合位置。
测试前检查样品表面是否存在明显裂纹、边缘缺损或连接异常，并做好样品编号。
2. 固定测试样品
将样品安装在Alpha-W260推拉力测试机的测试平台上，通过专用夹具固定基板，避免剪切过程中发生移动或翘起。
固定时应保证Die侧面具有足够的刀头操作空间，同时避免夹具对样品键合区域产生额外载荷。
3. 显微定位
通过显微观察系统找到待测Die，调整测试平台，使剪切刀头与芯片侧壁对准。
检查刀头与样品的相对位置，确认加载过程中不会直接碰撞基板或其他非测试结构。
4. 调整剪切高度
根据Die厚度、碳夹层位置及测试要求设置剪切高度。
本次测试记录采用100 μm剪切高度。调整时应以规定的基准面为依据，使刀头作用于指定的Die侧壁位置，避免直接推动碳夹层或基板。
5. 设置测试参数
在测试软件中选择破坏性剪切测试模式，设置传感器量程、加载速度及停止条件。
本次测试采用200 μm/s加载速度，并使用相应的大量程剪切测试配置。
测试前应确认传感器量程能够覆盖预期剪切力，同时检查刀头安装及样品固定状态。
6. 开始剪切测试
启动Alpha-W260推拉力测试机，剪切刀头按照设定速度从Die侧面施加水平载荷。
随着载荷增加，Die与碳夹层、基板之间的连接结构逐渐承受剪切作用。当连接结构发生脱离或其他破坏时，设备记录相应的力值变化。
测试完成后，保存最大剪切力及相关测试数据。
7. 记录并分析测试结果
测试结束后，观察Die、碳夹层及基板的破坏位置，并结合剪切力数据分析连接结构的失效情况。
重点关注以下几种情况：
界面分层：Die与碳夹层之间发生界面脱离；
内聚破坏：碳夹层内部发生破坏；
界面分层：碳夹层与基板之间发生界面脱离；
本体破裂：Die或基板本体发生破裂。
不同失效形式反映的连接状态存在差异，应结合样品结构及客户判定要求进行分析，不能仅依据最大剪切力判断键合质量。
以上就是科准测控小编为您介绍的导电碳夹层键合Die剪切测试原理、测试标准、测试设备及操作步骤。针对导电碳夹层芯片剪切力测试、Die Shear键合强度检测、芯片与基板连接强度测试及大推力芯片剪切测试等需求，科准测控可根据样品尺寸、连接结构及测试力值范围评估相应配置。如您对芯片剪切力测试机选型、剪切刀头配置或非标夹具定制有疑问，欢迎联系科准测控获取免费技术支持。
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