在航空航天、汽車電子、工業(yè)控制等高可靠性電子設備中，厚膜混合集成電路憑借高集成度、高可靠性以及良好的環(huán)境適應能力，被廣泛應用于各種電子系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)PCB組裝不同，厚膜混合集成電路通常采用微組裝方式，將片式電阻、電容等電子元件通過粘接工藝固定在基板上，再通過焊接或?qū)щ娺B接實現(xiàn)電氣互聯(lián)。

然而，在長期工作過程中，電子元件會受到溫度循環(huán)、機械沖擊、振動等因素影響，粘接界面可能出現(xiàn)膠層開裂、界面分層、元件脫落、連接失效。因此，如何評價元件與基板之間的粘接強度，成為厚膜混合集成電路可靠性驗證中的重要環(huán)節(jié)。

目前，工程中通常采用剪切力測試方法，對元件粘接強度進行定量評價。本文科準測控小編將圍繞厚膜混合集成電路元件粘接可靠性，介紹粘接失效原因、剪切力測試原理以及推拉力測試機在微電子器件可靠性檢測中的應用。

一、什么是厚膜混合集成電路？

厚膜混合集成電路本質(zhì)上屬于一種微組裝技術(shù)，其制造過程主要包括：元件在基板上的組裝，基板與金屬外殼之間的組裝。其中，片式元件組裝通常采用粘接方式完成。

常見元件包括片式電阻、片式電容、其他微型電子元件。

在實際生產(chǎn)過程中，元件通常通過絕緣膠、導電膠與基板形成機械連接和電氣連接。

其中絕緣膠主要用于提供機械固定，導電膠用于實現(xiàn)電氣連接。

因此，粘接層不僅影響元件固定可靠性，也影響整個電路的長期穩(wěn)定運行。

二、影響元件粘接可靠性的主要因素

元件粘接強度并不是由單一因素決定，而是受到多個因素共同影響。

1. 點膠方式

不同點膠方式會影響膠體分布狀態(tài)。

如果膠體覆蓋不足，可能導致有效粘接面積降低，應力集中，元件結(jié)合強度下降。

在溫度循環(huán)和機械沖擊環(huán)境下，容易出現(xiàn)膠層裂紋，界面脫離，元件脫落。

因此，需要根據(jù)元件尺寸、結(jié)構(gòu)特點以及膠體性能選擇合適點膠方式。

2. 粘接劑性能

不同粘接劑具有不同粘度、固化收縮率、流動性、結(jié)合能力。

如果粘接劑與基板表面狀態(tài)不匹配，可能導致潤濕不足、結(jié)合面積降低、粘接強度下降。

3. 粘接界面狀態(tài)

粘接過程中，膠體需要與基板表面形成有效結(jié)合。

基板表面的粗糙度、孔隙結(jié)構(gòu)、表面能都會影響粘接效果。

粗糙表面能夠增加機械鎖合作用，使膠體更容易進入微觀結(jié)構(gòu)，提高結(jié)合強度。

三、元件粘接失效模式有哪些？

厚膜混合集成電路在長期使用過程中，粘接區(qū)域可能出現(xiàn)以下失效：

1. 元件脫落

當粘接強度不足時，在機械沖擊、振動、溫度循環(huán)作用下，元件可能直接從基板表面脫離。

2. 膠層開裂

由于元件、膠體以及基板材料熱膨脹系數(shù)不同，在溫度變化過程中會產(chǎn)生熱機械應力。

長期循環(huán)后，可能導致膠層裂紋和界面損傷。

3. 界面分層

粘接劑與基板之間結(jié)合不足，會造成粘接界面分離，剪切強度下降。

四、元件粘接可靠性如何進行剪切力測試？

剪切力測試是一種評價微電子器件粘接強度的重要方法。

測試原理：

通過剪切刀具對固定后的元件施加水平載荷，使元件與基板之間產(chǎn)生剪切破壞。

測試過程中記錄最大剪切力、失效位置、破壞模式。

典型測試過程如下：

第一步：固定測試樣品

將厚膜混合集成電路樣品安裝在專用夾具上。

保證樣品固定穩(wěn)定，測試方向正確。

第二步：調(diào)整剪切刀位置

將剪切刀移動至元件側(cè)面指定位置。

避免接觸基板，產(chǎn)生額外干擾。

第三步：施加剪切載荷

設備按照設定速度推動剪切刀。

隨著載荷增加，元件與基板之間產(chǎn)生應力。直到發(fā)生膠層破壞，元件脫離，界面失效。

第四步：分析測試結(jié)果

通過測試數(shù)據(jù)判斷粘接強度，膠體性能，界面結(jié)合質(zhì)量。

同時結(jié)合失效形貌分析，可進一步判斷失效發(fā)生位置。

五、推拉力測試機如何實現(xiàn)元件剪切測試？

針對微電子器件粘接可靠性檢測，可以采用推拉力測試機配置剪切夾具完成測試。

科準測控Alpha-W260自動推拉力測試機通過搭配不同測試工裝，可實現(xiàn)：

l                      芯片剪切測試；

l                      元件剪切測試；

l                      焊點剪切測試；

l                      金球推力測試；

l                      鍵合線拉力測試。

在元件粘接可靠性測試中，設備實時采集剪切力值，力值變化曲線及最大破壞力。

幫助工程人員評價粘接工藝穩(wěn)定性，膠體選擇合理性，元件連接可靠性。

對于厚膜混合集成電路而言，粘接結(jié)構(gòu)雖然尺寸較小，但承擔著元件固定和可靠連接的重要作用。通過剪切力測試，可以驗證不同點膠工藝效果，對比不同粘接劑性能，分析失效原因，優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù)。

以上就是科準測控小編為您介紹的厚膜混合集成電路元件粘接可靠性測試方法及剪切力測試應用，希望對您有幫助。如果您有關(guān)于元件粘接強度測試、芯片剪切測試、推拉力測試機選型或微電子可靠性檢測方案的疑問或需求，歡迎聯(lián)系我們獲取專業(yè)技術(shù)支持。