Выпуск #4/2008
Е.Мухина, П.Башта.
Установки компании XYZTec для тестирования качества соединений
Установки компании XYZTec для тестирования качества соединений
Просмотры: 876
В микроэлектронике большое значение имеет проверка качества монтажа кристалла и разваренного проволокой вывода. Производители изделий должны быть на 100% уверены в их надежности и большом сроке службы.
В настоящее время соединения, созданные разваркой проволокой, пока являются наиболее распространенными, несмотря на то, что при этом возможны образования хрупких и пористых соединений, легко разрывающихся при небольшом усилии. В процессе посадки кристаллов нередко возникают дефекты, которые необходимо обнаружить до герметизации. Поэтому потребность в оборудовании для обнаружения дефектов в технологическом процессе изготовления микросхем неуклонно растет.
Компания XYZTec предлагает установки для выполнения тестирований на сдвиг кристалла и тестирований на отрыв и сдвиг проволочных соединений. Компания была основана в 2000 году в одном из небольших городков Голландии. На сегодняшний день она является лидером среди производителей оборудования для тестирования качества соединений. Заказчиками оборудования являются такие известные фирмы, как Bosch, Infineon, Nxp Semiconductors, Siemens, ST Microelectronics и др. Помимо этого компания сотрудничает с исследовательскими центрами в Европе и Азии – CEA (LETI), IZM, университеты Мюнхена и Эрлангена. В России и странах СНГ компанию XYZTec официально представляет компания "Совтест". Оборудование компании XYZTec используется в различных областях:
* аэрокосмическая индустрия,
* автомобильная промышленность,
* электроника,
* медицина,
* военная промышленность,
* производство микросхем,
* солнечные батареи.
В основном оборудование компании XYZTec используют для тестирования соединений на сдвиг и на отрыв (качество присоединения кристалла и разварки проволокой). Также это оборудование применяют для проверки корпусов изделий на прочность методом сжатия и солнечных батарей – методом разлома.
Все установки компании XYZTec многофункциональны, они снабжены цифровым интерфейсом и датчиками для измерения усилий. Уникальная рабочая головка (рис.1) позволяет выполнять различные виды тестирования на одной установке. Тип тестирования, усилие, скорость и другие параметры процесса задает оператор. Все параметры процесса и данные тестирования хранятся в базе данных установки. Рассмотрим виды тестирования, проводимые на установках компании XYZTec.
Тестированиe на отрыв
Выполняется в вертикальном направлении вверх (по оси Z). Тест можно выполнять крючком, пинцетом или специальным стержнем. Установка позволяет выполнять разрушающий и неразрушающий виды тестирования. Тестировать можно проволоку (золотую или алюминиевую), ленту, шариковые выводы и компоненты. При проверке прочности соединения проволоки или ленты крючок располагается под тестируемым изделием. При проведении теста с помощью стержня, стержень приклеивают к тестируемому образцу специальным клеем. Сила, приложенная к тестируемому образцу, направлена вертикально вверх. Тестировать проволочное соединение и шариковый вывод можно также пинцетом. Часто необходимо проверить надежность присоединенного компонента, которую выполняют также пинцетом. На рис.2 приведены примеры различных методик тестирования.
При проведении тестирования проволочных соединений типа шарик-клин на контактных площадках на различных уровнях могут иметь место следующие дефекты: разрыв соединения у основания клиновой части, разрыв в шейке, отрыв шарика от самой площадки, отрыв шарика вместе с частью площадки или разрыв проволоки посередине. Все возможные виды подобных дефектов показаны на рис.3.
При тестировании обычного разваренного проволокой соединения типа клин-клин имели место следующие дефекты: разрыв проволоки посередине или у шейки, отрыв самого соединения от контактной площадки, отрыв соединения вместе с частью площадки по одной из сторон или с обеих сторон сразу. Все возможные виды подобных дефектов показаны на рис.4.
Возможные дефекты при тестировании кристалла стержнем показаны на рис.5. Это повреждение кристалла, отрыв кристалла от площадки без повреждения или с повреждением контактной площадки, отрыв инструмента от поверхности тестируемого образца и другие дефекты.
Результаты тестирования шарикового вывода пинцетом следующие: разлом шарика, отрыв шарика от площадки, отрыв шарика и повреждение площадки, отрыв шарика вместе с контактной площадкой, срыв инструмента с шарика при неправильном его захвате и другие дефекты (рис.6).
Результаты тестирования проволочного вывода пинцетом показали такие дефекты: отрыв шарика, отрыв шарика вместе с частью площадки, разлом в шейке, разрыв проволоки, срыв инструмента (рис.7).
Тестирование на прочность
Выполняется в вертикальном направлении вниз (по оси Z). Тест можно выполнять специальным инструментом (рис.8). Установки компании XYZTec позволяют выполнять разрушающий и неразрушающий виды тестирования. При выполнении этого вида тестирования проверяют прочность соединения или компонента на разлом при надавливании на него сверху. Так, например, это тестирование применяют для проверки прочности пластин солнечных батарей. Для его выполнения необходимо расположить инструмент над тестируемым образцом, а после этого опустить его на тестируемое изделие.
Тестирование на сдвиг
Выполняется по горизонтали по осям X или Y. Тестирование необходимо для определения прочности проволочного соединения клином или шариком, а также ленты, кристалла или шарикового припойного вывода (рис.9). Результатом тестирований на сдвиг шарика может стать сдвиг шарика, отрыв шарика, отрыв шарика вместе с контактной площадкой или разлом шарика и площадки (рис.10). При выполнении этого вида тестирования инструмент установки движется с регулируемой скоростью 0,01–20 мм/сек, при этом точность и повторяемость скорости не превышает ±5%.
При тестировании проволочного соединения на сдвиг может случиться сдвиг соединения или его разрыв, разлом проволоки у основания, отрыв проволоки вместе с поверхностью контактной площадки или неправильное положение инструмента (рис.11).
При сдвиге кристалла получаем следующие результаты: сдвиг кристалла или его разлом, сдвиг кристалла вместе с компаундом, неправильное положение инструмента (рис.12).
Тестирование на послойный отрыв от поверхности
Выполняется одновременно в вертикальном направлении вверх (по оси Z) и в горизонтальном (по оси Y). Тестирование позволяет проверять, насколько прочно лента удерживается на поверхности пластины (рис.13).
Тестирование на устойчивость роликом
Этот вид тестирования выполняется специальным инструментом – роликом для проверки прочности поверхности пластин и керамики. Движения роликом выполняются только по горизонтали (по осям X и Y).
Тестирование на устойчивость к ударным нагрузкам
Принцип тестирования основан на действии маятника. Проверять можно любые компоненты и соединения на платах, пластинах и т.д. Инструментом может служить тот же инструмент, что и в тестировании на сдвиг.
Компания XYZTec разработала ряд многофункциональных тестеров, различающихся размерами рабочей зоны (перемещением по осям X, Y) и усилием при тестировании. Это CONDOR 70-1, CONDOR 70-3, CONDOR 100-3 и CONDOR 150-3. В данной статье приведено описание установки CONDOR 70-3.
Многофункциональный тестер соединений CONDOR 70-3
Данный тестер (рис.14) предназначен для механического тестирования проволочных соединений, кристаллов, выводов микросхем типа BGA, элементов с различным шагом выводов и разнообразной геометрической формы. Большое количество сменных нагружающих инструментов дает возможность производить различные операции, такие как тестирование на сдвиг, отрыв, растяжение и т.д.
Конструкция предметного столика установки обеспечивает работу с пластинами разных размеров. Но для данного тестера имеется возможность разработки тестовых единиц непосредственно для нужд конкретного заказчика.
Установка оснащена автоматической системой выбора тестирующего инструмента и измерительного датчика, использующей револьверную измерительную головку. Поэтому оператору нет необходимости производить смену измерительных единиц и нагружающих инструментов, за него это сделает компьютер. Так же имеется возможность производить тестирование в автоматическом режиме. Ниже приведены основные технические характеристики тестера:
* максимальное перемещение: по осям X,Y – 70 мм, по оси Z – 190 мм,
* номинальное усилие растяжения до 800 г/с,
* номинальное усилие сдвига до 40000 г/с,
* увеличение микроскопа 20х,
* разрешение по осям 5 мкм,
* скорость по осям 5 мм/сек,
* максимальное усилие до 200 кг,
* точность измерения 0,1%,
* электропитание 250 В, 50–60 Гц, 100 Вт,
* тестер сертифицирован по стандарту MIL STD 883.
Программное обеспечение тестера позволяет производить программирование всех параметров процесса тестирования на всех тестерах Программное обеспечение доступно на многих языках, а благодаря совместным усилиям сервисных инженеров компаний XYZTec и СОВТЕСТ, оно появилось и на русском языке. Оператор может задать необходимый процесс тестирования по всем параметрам тестирования и калибровки.
Компания XYZTec присутствует на мировом рынке уже 8 лет. Тестеры, разрабатываемые и производимые компанией, позволяют выполнять большое количество тестирований изделий микроэлектронной техники. Более подробную информацию можно найти на сайте нашей компании www.sovtest.ru,
а конкретные вопросы направляйте нам по адресам emuhina@sovtest.ru или pbashta@sovtest.ru.
Компания XYZTec предлагает установки для выполнения тестирований на сдвиг кристалла и тестирований на отрыв и сдвиг проволочных соединений. Компания была основана в 2000 году в одном из небольших городков Голландии. На сегодняшний день она является лидером среди производителей оборудования для тестирования качества соединений. Заказчиками оборудования являются такие известные фирмы, как Bosch, Infineon, Nxp Semiconductors, Siemens, ST Microelectronics и др. Помимо этого компания сотрудничает с исследовательскими центрами в Европе и Азии – CEA (LETI), IZM, университеты Мюнхена и Эрлангена. В России и странах СНГ компанию XYZTec официально представляет компания "Совтест". Оборудование компании XYZTec используется в различных областях:
* аэрокосмическая индустрия,
* автомобильная промышленность,
* электроника,
* медицина,
* военная промышленность,
* производство микросхем,
* солнечные батареи.
В основном оборудование компании XYZTec используют для тестирования соединений на сдвиг и на отрыв (качество присоединения кристалла и разварки проволокой). Также это оборудование применяют для проверки корпусов изделий на прочность методом сжатия и солнечных батарей – методом разлома.
Все установки компании XYZTec многофункциональны, они снабжены цифровым интерфейсом и датчиками для измерения усилий. Уникальная рабочая головка (рис.1) позволяет выполнять различные виды тестирования на одной установке. Тип тестирования, усилие, скорость и другие параметры процесса задает оператор. Все параметры процесса и данные тестирования хранятся в базе данных установки. Рассмотрим виды тестирования, проводимые на установках компании XYZTec.
Тестированиe на отрыв
Выполняется в вертикальном направлении вверх (по оси Z). Тест можно выполнять крючком, пинцетом или специальным стержнем. Установка позволяет выполнять разрушающий и неразрушающий виды тестирования. Тестировать можно проволоку (золотую или алюминиевую), ленту, шариковые выводы и компоненты. При проверке прочности соединения проволоки или ленты крючок располагается под тестируемым изделием. При проведении теста с помощью стержня, стержень приклеивают к тестируемому образцу специальным клеем. Сила, приложенная к тестируемому образцу, направлена вертикально вверх. Тестировать проволочное соединение и шариковый вывод можно также пинцетом. Часто необходимо проверить надежность присоединенного компонента, которую выполняют также пинцетом. На рис.2 приведены примеры различных методик тестирования.
При проведении тестирования проволочных соединений типа шарик-клин на контактных площадках на различных уровнях могут иметь место следующие дефекты: разрыв соединения у основания клиновой части, разрыв в шейке, отрыв шарика от самой площадки, отрыв шарика вместе с частью площадки или разрыв проволоки посередине. Все возможные виды подобных дефектов показаны на рис.3.
При тестировании обычного разваренного проволокой соединения типа клин-клин имели место следующие дефекты: разрыв проволоки посередине или у шейки, отрыв самого соединения от контактной площадки, отрыв соединения вместе с частью площадки по одной из сторон или с обеих сторон сразу. Все возможные виды подобных дефектов показаны на рис.4.
Возможные дефекты при тестировании кристалла стержнем показаны на рис.5. Это повреждение кристалла, отрыв кристалла от площадки без повреждения или с повреждением контактной площадки, отрыв инструмента от поверхности тестируемого образца и другие дефекты.
Результаты тестирования шарикового вывода пинцетом следующие: разлом шарика, отрыв шарика от площадки, отрыв шарика и повреждение площадки, отрыв шарика вместе с контактной площадкой, срыв инструмента с шарика при неправильном его захвате и другие дефекты (рис.6).
Результаты тестирования проволочного вывода пинцетом показали такие дефекты: отрыв шарика, отрыв шарика вместе с частью площадки, разлом в шейке, разрыв проволоки, срыв инструмента (рис.7).
Тестирование на прочность
Выполняется в вертикальном направлении вниз (по оси Z). Тест можно выполнять специальным инструментом (рис.8). Установки компании XYZTec позволяют выполнять разрушающий и неразрушающий виды тестирования. При выполнении этого вида тестирования проверяют прочность соединения или компонента на разлом при надавливании на него сверху. Так, например, это тестирование применяют для проверки прочности пластин солнечных батарей. Для его выполнения необходимо расположить инструмент над тестируемым образцом, а после этого опустить его на тестируемое изделие.
Тестирование на сдвиг
Выполняется по горизонтали по осям X или Y. Тестирование необходимо для определения прочности проволочного соединения клином или шариком, а также ленты, кристалла или шарикового припойного вывода (рис.9). Результатом тестирований на сдвиг шарика может стать сдвиг шарика, отрыв шарика, отрыв шарика вместе с контактной площадкой или разлом шарика и площадки (рис.10). При выполнении этого вида тестирования инструмент установки движется с регулируемой скоростью 0,01–20 мм/сек, при этом точность и повторяемость скорости не превышает ±5%.
При тестировании проволочного соединения на сдвиг может случиться сдвиг соединения или его разрыв, разлом проволоки у основания, отрыв проволоки вместе с поверхностью контактной площадки или неправильное положение инструмента (рис.11).
При сдвиге кристалла получаем следующие результаты: сдвиг кристалла или его разлом, сдвиг кристалла вместе с компаундом, неправильное положение инструмента (рис.12).
Тестирование на послойный отрыв от поверхности
Выполняется одновременно в вертикальном направлении вверх (по оси Z) и в горизонтальном (по оси Y). Тестирование позволяет проверять, насколько прочно лента удерживается на поверхности пластины (рис.13).
Тестирование на устойчивость роликом
Этот вид тестирования выполняется специальным инструментом – роликом для проверки прочности поверхности пластин и керамики. Движения роликом выполняются только по горизонтали (по осям X и Y).
Тестирование на устойчивость к ударным нагрузкам
Принцип тестирования основан на действии маятника. Проверять можно любые компоненты и соединения на платах, пластинах и т.д. Инструментом может служить тот же инструмент, что и в тестировании на сдвиг.
Компания XYZTec разработала ряд многофункциональных тестеров, различающихся размерами рабочей зоны (перемещением по осям X, Y) и усилием при тестировании. Это CONDOR 70-1, CONDOR 70-3, CONDOR 100-3 и CONDOR 150-3. В данной статье приведено описание установки CONDOR 70-3.
Многофункциональный тестер соединений CONDOR 70-3
Данный тестер (рис.14) предназначен для механического тестирования проволочных соединений, кристаллов, выводов микросхем типа BGA, элементов с различным шагом выводов и разнообразной геометрической формы. Большое количество сменных нагружающих инструментов дает возможность производить различные операции, такие как тестирование на сдвиг, отрыв, растяжение и т.д.
Конструкция предметного столика установки обеспечивает работу с пластинами разных размеров. Но для данного тестера имеется возможность разработки тестовых единиц непосредственно для нужд конкретного заказчика.
Установка оснащена автоматической системой выбора тестирующего инструмента и измерительного датчика, использующей револьверную измерительную головку. Поэтому оператору нет необходимости производить смену измерительных единиц и нагружающих инструментов, за него это сделает компьютер. Так же имеется возможность производить тестирование в автоматическом режиме. Ниже приведены основные технические характеристики тестера:
* максимальное перемещение: по осям X,Y – 70 мм, по оси Z – 190 мм,
* номинальное усилие растяжения до 800 г/с,
* номинальное усилие сдвига до 40000 г/с,
* увеличение микроскопа 20х,
* разрешение по осям 5 мкм,
* скорость по осям 5 мм/сек,
* максимальное усилие до 200 кг,
* точность измерения 0,1%,
* электропитание 250 В, 50–60 Гц, 100 Вт,
* тестер сертифицирован по стандарту MIL STD 883.
Программное обеспечение тестера позволяет производить программирование всех параметров процесса тестирования на всех тестерах Программное обеспечение доступно на многих языках, а благодаря совместным усилиям сервисных инженеров компаний XYZTec и СОВТЕСТ, оно появилось и на русском языке. Оператор может задать необходимый процесс тестирования по всем параметрам тестирования и калибровки.
Компания XYZTec присутствует на мировом рынке уже 8 лет. Тестеры, разрабатываемые и производимые компанией, позволяют выполнять большое количество тестирований изделий микроэлектронной техники. Более подробную информацию можно найти на сайте нашей компании www.sovtest.ru,
а конкретные вопросы направляйте нам по адресам emuhina@sovtest.ru или pbashta@sovtest.ru.
Отзывы читателей
