IEC 60749-22:2002
(Main)Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 22: Bond strength
Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 22: Bond strength
Applicable to semiconductor devices (discrete devices and integrated circuits), this test measures bond strength or determine compliance with specified bond strength requirements. The contents of the corrigendum of August 2003 have been included in this copy.
Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques - Partie 22: Robustesse des contacts soudés
Applicable aux dispositifs à semiconducteurs (dispositifs discrets et circuits intégrés), cet essai permet de mesurer la robustesse d'un contact soudé ou de déterminer sa conformité à des exigences de robustesse spécifiées. Le contenu du corrigendum d'août 2003 a été pris en considération dans cet exemplaire.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60749-22
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-09
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques et climatiques –
Partie 22:
Robustesse des contacts soudés
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 22:
Bond strength
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60749-22:2002
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Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
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CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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(http://www.iec.ch/searchpub/cur_fut.htm) vous permet (http://www.iec.ch/searchpub/cur_fut.htm) enables
de faire des recherches en utilisant de nombreux you to search by a variety of criteria including text
critères, comprenant des recherches textuelles, par searches, technical committees and date of
comité d’études ou date de publication. Des publication. On-line information is also available
informations en ligne sont également disponibles sur on recently issued publications, withdrawn and
les nouvelles publications, les publications rempla- replaced publications, as well as corrigenda.
cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published • IEC Just Published
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60749-22
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-09
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques et climatiques –
Partie 22:
Robustesse des contacts soudés
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 22:
Bond strength
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– 2 – 60749-22 © CEI:2002
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4
INTRODUCTION .8
1 Domaine d'application et objet.10
1.1 Description générale de l’essai .10
1.2 Description de l’appareillage d’essai (pour toutes les méthodes) .10
2 Méthodes A et B (voir également l’annexe A) .10
2.1 Domaine d’application .10
2.2 Description générale de l’essai .12
3 Méthode C.14
3.1 Domaine d’application .14
3.2 Méthode C: Décollage de contact soudé.14
4 Méthode D.14
4.1 Domaine d’application .14
4.2 Méthode D: Essai du contact soudé au cisaillement (applicable aux
dispositifs à surépaisseurs ou «flip chip»).16
5 Méthodes E et F .16
5.1 Domaine d’application .16
5.2 Méthode E: Essai d’arrachement par poussée .16
5.3 Méthode F: Essai d’arrachement par traction.18
5.4 Critères de défauts pour les deux méthodes E et F.18
5.5 Force à appliquer (pour les deux méthodes) .18
6 Méthode G: Essai de cisaillement du point de soudure fil («wire ball») .18
6.1 Domaine d’application .18
6.2 Description générale.20
6.3 Termes et définitions .20
6.4 Equipement et matériel.26
6.5 Procédure.28
6.6 Limites d’acceptabilité de l’essai.30
7 Renseignements que doit fournir la spécification particulière .34
Annexe A (normative) Guide .38
60749-22 © IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION .9
1 Scope and object .11
1.1 General description of the test .11
1.2 Description of the test apparatus (for all methods) .11
2 Methods A and B (see also annex A) .11
2.1 Scope .11
2.2 General description of the test .13
3 Method C.15
3.1 Scope .15
3.2 Method C: Bond peel .15
4 Method D.15
4.1 Scope .15
4.2 Method D: Bond shear (applied to flip chip) .17
5 Methods E and F .17
5.1 Scope .17
5.2 Method E: Push-off test .17
5.3 Method F: Pull-off test .19
5.4 Failure criteria for both methods E and F: .19
5.5 Force to be applied (both methods) .19
6 Method G: Wire ball shear test.19
6.1 Scope .19
6.2 General description .21
6.3 Terms and definitions .21
6.4 Equipment and material .27
6.5 Procedure.29
6.6 Acceptable test limits.31
7 Information to be given in the relevant specification.35
Annex A (normative) Guidance.39
– 4 – 60749-22 © CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –
MÉTHODES D'ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –
Partie 22: Robustesse des contacts soudés
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60749-22 a été établie par le comité d'études 47 de la CEI:
Dispositifs à semiconducteurs.
Le texte de cette méthode d’essai est reproduit de la CEI 60749 Ed.2, chapitre 2, article 6
sans modification. Il n’a, par conséquent, pas été soumis au vote une seconde fois et est
toujours issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
47/1394/FDIS 47/1402/RVD
47/1477/FDIS 47/1518/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les directives ISO/CEI, Partie 3.
Chaque méthode d'essai régie par la CEI 60749-1 et faisant partie de la série est une norme
indépendante, numérotée CEI 60749-2, CEI 60749-3, etc. La numérotation de ces méthodes
d'essai est séquentielle et il n'y a pas de relation entre le numéro et la méthode d'essai (c’est-
à-dire pas de regroupement de méthodes d'essais). La liste de ces essais sera disponible sur
le site Internet de la CEI et dans le catalogue.
60749-22 © IEC:2002 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –
Part 22: Bond strength
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60749-22 has been prepared by IEC technical committee 47:
Semiconductor devices.
The text of this test method is reproduced from IEC 60749 Ed.2, chapter 2, clause 6 without
change. It has therefore not been submitted to vote a second time and is still based on the
following documents:
FDIS Report on voting
47/1394/FDIS 47/1402/RVD
47/1477/FDIS 47/1518/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Each test method governed by IEC 60749-1 and which is part of the series is a stand-alone
document, numbered IEC 60749-2, IEC 60749-3, etc. The numbering of these test methods is
sequential, and there is no relationship between the number and the test method (i.e. no
grouping of test methods). The list of these tests will be available in the IEC Internet site and
in the catalogue.
– 6 – 60749-22 © CEI:2002
La mise à jour de toute méthode d'essais individuelle est indépendante de toute autre partie.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• annulée;
• remplacée par une édition révisée, ou encore
• modifiée.
Le contenu du corrigendum d’août 2003 a été pris en considération dans cet exemplaire.
60749-22 © IEC:2002 – 7 –
Updating of any of the individual test methods is independent of any other part.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged
until 2007. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
The contents of the corrigendum of August 2003 have been included in this copy.
– 8 – 60749-22 © CEI:2002
INTRODUCTION
Les activités du groupe d'études 2 du comité d'études 47 de la CEI comprennent l'élaboration,
la coordination et la révision des essais climatiques, électriques (pour lesquels seules les
conditions électriques, de verrouillage et d'ESD sont prises en compte), mécaniques et les
techniques d'inspection associées, requises pour assurer la qualité et la fiabilité pour la
conception et la fabrication des semiconducteurs.
60749-22 © IEC:2002 – 9 –
INTRODUCTION
Activity within IEC technical committee 47, working group 2, includes the generation,
coordination and review of climatic, electrical (of which only ESD, latch-up and electrical
conditions for life tests are considered), mechanical test methods, and associated inspection
techniques needed to assess the quality and reliability of the design and manufacture of
semiconductor products and processes.
– 10 – 60749-22 © CEI:2002
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –
MÉTHODES D'ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –
Partie 22: Robustesse des contacts soudés
1 Domaine d'application et objet
La présente partie de la CEI 60749 est applicable aux dispositifs à semiconducteurs
(dispositifs discrets et circuits intégrés).
L'objet de la présente partie est de mesurer la robustesse d’un contact soudé ou de
déterminer sa conformité à des exigences de robustesse spécifiées.
NOTE Cet essai est identique à celui figurant dans l'article 6 du chapitre 2 de la CEI 60749 (1996) Amendement 1,
sauf les modifications du présent article et sa renumérotation.
1.1 Description générale de l’essai
Sept méthodes d’essai sont décrites ici, chacune ayant son domaine propre, à savoir:
– les méthodes A et B sont destinées à l’essai des contacts soudés internes d’un dispositif
et consistent en une traction exercée directement sur le fil de connexion;
– la méthode C est destinée aux contacts soudés extérieurs au dispositif et consiste en une
contrainte de décollement exercée entre la sortie ou la borne et la sortie ou le substrat;
– la méthode D est destinée aux contacts soudés internes et consiste en un effort tranchant
appliqué entre une pastille et un substrat ou entre des connexions face à face de
configuration similaire;
– les méthodes E et F sont destinées aux contacts soudés externes et consistent en une
poussée ou une traction exercée entre une pastille et le substrat;
– la méthode G est destinée à vérifier la résistance mécanique des points de soudure fil à
une force de cisaillement.
1.2 Description de l’appareillage d’essai (pour toutes les méthodes)
L’appareillage d’essai comprend un matériel approprié permettant d’appliquer la contrainte
spécifiée au contact soudé, au fil de sortie ou à la borne comme requis dans la méthode
d’essai spécifiée et un appareil de mesure étalonné donnant une indication, en newtons (N),
de la contrainte appliquée au point où le défaut se produit; cet appareil de mesure doit
pouvoir mesurer les contraintes jusqu’à et y compris 100 mN avec une précision de ±2,5 mN,
les contraintes entre 100 mN et 500 mN avec une précision de ±5 mN, et les contraintes
dépassant 500 mN avec une précision de ±2,5 % de la valeur indiquée.
2 Méthodes A et B (voir également l’annexe A)
2.1 Domaine d’application
Cet essai est prévu pour les contacts soudés entre fil et pastille, fil et substrat ou fil et borne
à l’intérieur de l’encapsulation de dispositifs à semiconducteurs dont les contacts soudés sont
réalisés par soudure, thermocompression, ultrasons ou autres techniques similaires.
60749-22 © IEC:2002 – 11 –
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –
Part 22: Bond strength
1 Scope and object
This part of IEC 60749 is applicable to semiconductor devices (discrete devices and
integrated circuits).
The object of this part is to measure bond strength or determine compliance with specified
bond strength requirements.
NOTE This test is identical to the test method contained in clause 6 of chapter 2 of IEC 60749 (1996),
amendment 1, apart from changes to this clause and renumbering.
1.1 General description of the test
Seven test methods are described, each having its own purpose, that is:
– methods A and B are intended for testing internal bonds of a device by a direct pulling of
the connecting wire;
– method C is intended for bonds external to the device and consists of a peeling stress
exerted between the lead or terminal and the board or substrate;
– method D is intended for internal bonds and consists of a shear stress applied between
a die and a substrate or similar face-bonded configurations;
– methods E and F are intended for external bonds and consist of a push-off or a pull-off
stress exerted between a die and the substrate;
– method G is intended to test the mechanical resistance of wire bonds to a shear force.
1.2 Description of the test apparatus (for all methods)
The apparatus for this test should consist of suitable equipment for applying the specified
stress on the bond, lead wire or terminals as required in the specified test method.
A calibrated measurement and indication of the applied stress in newtons (N) at the point of
failure should be provided by equipment capable of measuring stresses up to and including
100 mN with an accuracy of ±2,5 mN, stresses between 100 mN and 500 mN with an
accuracy of ±5 mN, and stresses exceeding 500 mN with an accuracy of ±2,5 % of the
indicated value.
2 Methods A and B (see also annex A)
2.1 Scope
This test is intended to be applied to the wire-to-die bond, wire-to-substrate bond, or the wire-
to-terminal bond inside the package of wire-connected semiconductor devices bonded by
soldering, thermocompression, ultrasonic and other related techniques.
– 12 – 60749-22 © CEI:2002
2.2 Description générale de l’essai
2.2.1 Méthode A: Traction du fil (appliquée séparément aux contacts soudés)
Couper le fil de connexion à la pastille ou au substrat de façon à pouvoir disposer de deux
extrémités accessibles pour l’essai de traction. Dans le cas où le fil est court, il peut être
nécessaire de couper le fil après d’une de ses extrémités de façon à pouvoir exercer la
traction sur l’autre extrémité. Saisir le fil dans un dispositif adéquat et exercer une traction
simple sur le fil ou sur le dispositif (le fil étant attaché) de telle façon que la force soit
appliquée, à 5° près, suivant la normale à la surface de la pastille ou du substrat dans le cas
d’une connexion en tête de clou ou, à 5° près, suivant une parallèle à la surface de la pastille
ou du substrat dans le cas d’une connexion en point de suture.
2.2.2 Méthode B: Traction du fil (appliquée à des contacts soudés simultanément)
Passer un crochet sous le fil connectant la pastille ou le substrat à la borne, et exercer une
traction sur le crochet, le dispositif étant immobilisé. Appliquer la force de traction
approximativement au milieu du fil suivant une direction qui est à 5° près, celle de la normale
à la surface de la pastille ou du substrat ou de la normale à la droite joignant les connexions.
2.2.3 Faire croître progressivement la force de traction jusqu’à rupture soit du fil, soit du
contact soudé (point a) en 2.2.4) ou jusqu’à ce qu’une certaine force minimale ait été atteinte
(point b) en 2.2.4).
2.2.4 Critères de défaillance
a) Pour décider de l’acceptation, noter la valeur de la force de traction pour laquelle il y a rupture
du fil ou du contact soudé et la comparer aux valeurs données dans le tableau 2 (voir note).
Pour les diamètres de fil non spécifiés dans le tableau 2, il convient d’utiliser les courbes
de la figure 3 pour déterminer la limite de traction sur le contact soudé. Les courbes ne
sont applicables qu’à des tractions sur les contacts soudés exercées perpendiculairement
à la pastille.
b) Une autre méthode consiste à faire croître la force de traction jusqu’à la valeur minimale
spécifiée (voir note). S’il n’y a eu rupture ni du fil ni du contact soudé, ce dernier est
considéré comme ayant satisfait à l’essai.
NOTE La force de traction doit être modifiée si nécessaire (par exemple pour la méthode B), en fonction des
renseignements donnés dans l’annexe.
2.2.5 Classification des défauts
Quand cela est spécifié, classer comme suit les fils ou contacts soudés cassés:
a) rupture du fil au point de réduction de section (réduction de section due au procédé de
soudure du contact);
b) rupture du fil ailleurs qu’en ce point;
c) contact soudé défectueux sur la pastille (interface entre le fil et la métallisation);
d) contact soudé défectueux sur le substrat (interface entre le fil et la métallisation), à une
borne du boîtier, ou en tout autre point sur la pastille;
e) métallisation décollée de la pastille;
f) métallisation décollée du substrat ou d’une borne du boîtier;
g) cassure de la pastille;
h) cassure du substrat.
NOTE La méthode B n’est pas recommandée pour mesurer la valeur absolue de la robustesse des contacts
soudés (voir annexe A). On peut cependant l’utiliser pour éprouver la qualité des contacts soudés d’une manière
comparative au cours des opérations de fabrication.
60749-22 © IEC:2002 – 13 –
2.2 General description of the test
2.2.1 Method A: Wire pull (applied to bonds separately)
The wire connecting the die or substrate should be cut so as to provide two ends accessible
for a pull test. In the case of short wire runs, it may be necessary to cut the wire close to one
termination in order to allow the pull test at the opposite termination. The wire should be
gripped in a suitable device and simple pulling action applied to the wire or to the device
(with the wire clamped) in such a manner that the force is applied within 5° of the parallel to
the surface of the die or substrate in the case of a stitch bond.
2.2.2 Method B: Wire pull (applied to two bonds simultaneously)
A hook should be inserted under the lead wire connecting the die or substrate to the terminal,
and a pull applied to the hook with the device clamped. The pulling force is applied
approximately in the middle of the wire in a direction within 5° of the normal to the die or
substrate surface or normal to a straight line between the bonds.
2.2.3 The pulling force should be progressively increased until the wire or a bond breaks
(item a) in 2.2.4) or until the minimum force has been reached (item b) in 2.2.4).
2.2.4 Failure criteria
a) For determining acceptance, the value of the pulling force at which the wire or bond
breaks should be recorded and compared with that given in table 2 (see note).
For wire diameters not specified in table 2, the curves of figure 3 should be used to determine
the bond pull limit. The curves are only applicable to bond pulls normal to the die.
b) As an alternative procedure, the pulling force is increased to the specified minimum value
(see note). If neither the wire nor the bond is broken, the bond is considered to have
passed the test.
NOTE The pulling force should be modified where relevant (for example, for method B) by using the information
given in the annex.
2.2.5 Classification of failures
When specified, broken wires or bonds should be classified as follows:
a) wire break at neckdown point (reduction of section due to bonding process);
b) wire break at a point other than neckdown;
c) failure in bond (interface between wire and metallization) at the die;
d) failure in bond (interface between wire and metallization) at substrate, package post or
any point other than at the die;
e) metallization lifted from the die;
f) metallization lifted from the substrate or package post;
g) fracture of the die;
h) fracture of the substrate.
NOTE Method B is not recommended for the purpose of measuring the absolute value of the bond strength
(see annex A). However, it may be used for testing the bond quality on a comparative basis during the manu-
facturing process.
– 14 – 60749-22 © CEI:2002
3 Méthode C
3.1 Domaine d’application
Cet essai est normalement prévu pour les contacts soudés extérieurs au boîtier du dispositif.
3.2 Méthode C: Décollage de contact soudé
Saisir ou fixer la sortie ou la borne et le boîtier du dispositif de façon à pouvoir exercer un
effort de décollement, sous l’angle spécifié, entre la sortie ou la borne et le circuit ou le
substrat. Sauf indication contraire, cet angle est de 90°.
3.3 Appliquer progressivement la force de traction jusqu’à ce que la sortie (ou la borne) ou
le contact soudé cède (voir 3.4.1) ou que la force minimale (voir 3.4.2) ait été atteinte.
3.4 Critères de défaillance
3.4.1 Pour décider de l’acceptation, noter la valeur de la force de traction pour laquelle le
contact soudé a cédé, et la comparer aux valeurs données dans le tableau 2. Pour les
diamètres de fil non spécifiés dans le tableau 2, il convient d’utiliser les courbes de la figure 3
pour déterminer la limite de traction sur le contact soudé. Les courbes ne sont applicables
qu’à des tractions sur les contacts soudés exercées perpendiculairement à la pastille. Le
résultat de l’essai n’est concluant que si le contact soudé lui-même a cédé en premier lors de
l’application de la force de traction. Seuls les cas où le contact soudé a cédé doivent être
considérés comme des défauts.
3.4.2 Une autre méthode consiste à faire croître la force de traction jusqu’à la valeur
minimale spécifiée. S’il n’y a eu rupture ni de la sortie (ou de la borne) ni du contact soudé,
ce dernier est considéré comme ayant satisfait à l’essai.
3.5 Classification des défauts
Quand cela est spécifié, classer comme suit les fils ou contacts soudés cassés:
a) rupture de la sortie (ou de la borne) au point de déformation (région affectée par la
soudure);
b) rupture de la sortie (ou de la borne) en un point non affecté par l’opération de prise de
soudure du contact;
c) contact soudé défectueux à l’interface (dans la soudure ou en un point de l’interface entre
la sortie (ou la borne) et le conducteur du circuit ou du substrat sur lequel le contact
soudé a été réalisé);
d) conducteur décollé du circuit ou du substrat;
e) cassure dans le circuit ou dans le substrat.
4 Méthode D
4.1 Domaine d’application
Cet essai est normalement prévu pour les contacts soudés internes entre une pastille de
semiconducteur et un substrat sur lequel elle est fixée par une de ses faces. On peut aussi
l’utiliser pour essayer des contacts soudés entre un substrat et un support de transport ou un
substrat secondaire sur lequel la pastille a été montée.
60749-22 © IEC:2002 – 15 –
3 Method C
3.1 Scope
This test is normally intended to be applied to bonds external to the device package.
3.2 Method C: Bond peel
The lead or terminal and the device package should be gripped or clamped in such a manner
that a peeling stress is exerted with the specified angle between the lead or terminal and the
board or substrate. Unless otherwise specified, an angle of 90° should be used.
3.3 The pulling force should be progressively applied until the lead (or terminal) or the bond
breaks (see 3.4.1) or until the minimum force has been reached (see 3.4.2).
3.4 Failure criteria
3.4.1 For determining acceptance, the value of the pulling force at which the bond breaks
should be recorded and compared with that given in table 2. For wire diameters not specified
in table 2, the curves of figure 3 should be used to determine the bond pull limit. The curves
are only applicable to bond pulls normal to the die. The result of the test is valid only if
the bond itself is the first to fail when the pulling force is applied. Only instances in which the
bond itself breaks shall be counted as failures.
3.4.2 As an alternative procedure, the pulling force is increased to the specified minimum
value. If neither the lead (or terminal) nor the bond is broken, the bond is considered to have
passed the test.
3.5 Classification of failures
When specified, broken leads (or terminals) or bonds should be classified as follows:
a) lead (or terminal) break at a deformation point (weld affected region);
b) lead (or terminal) break at a point not affected by the bonding process;
c) failure in the bond interface (in the solder, or at a point of weld interface between the lead
(or terminal) and the board or the substrate conductor to which the bond was made);
d) conductor lifted from the board or substrate;
e) fracture within the board or substrate.
4 Method D
4.1 Scope
This test is normally intended to be applied to internal bonds between a semiconductor die
and a substrate to which it is attached in a face-bonded configuration. It may also be used to
test the bonds between a substrate and an intermediate carrier or secondary substrate on
which the die is mounted.
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4.2 Méthode D: Essai du contact soudé au cisaillement (applicable aux dispositifs
à surépaisseurs ou «flip chip»)
Amener en contact avec la pastille (ou le support) une pièce en forme de coin ou un outil
approprié, en un point situé juste au-dessus du substrat primaire. Appliquer une force
perpendiculairement à l’un des côtés de la pastille (ou du support) et parallèlement au
substrat primaire, afin de faire céder le contact soudé par cisaillement.
4.3 Appliquer progressivement la force jusqu’à ce que les contacts soudés cèdent (voir 4.1)
ou que la force minimale (voir 4.4.2) ait été atteinte.
4.4 Critères de défaillance
4.4.1 Pour décider de l’acceptation, noter la valeur de la force pour laquelle les contacts
soudés ont cédé. Elle ne doit pas être inférieure à 50 mN multipliés par le nombre de contacts
soudés. L’essai n’est concluant que si les contacts soudés eux-mêmes ont cédé les premiers
lors de l’application de la force. Seuls les cas où le contact soudé a cédé doivent être
considérés comme des défauts.
4.4.2 Une autre méthode consiste à faire croître la force jusqu’à 50 mN multipliés par le
nombre de contacts soudés. S’il n’y a eu rupture ni des contacts soudés ni du substrat ou de
la pastille, les contacts soudés sont considérés comme ayant satisfait à l’essai.
4.5 Classification des défauts
Quand cela est spécifié, classer comme suit les défauts:
a) défaut dans le matériau du contact soudé ou de son socle, s’il y a lieu;
b) rupture de la pastille (ou du support) ou du substrat (c’est-à-dire déplacement d’une partie
de la pastille ou du substrat située juste sous la connexion);
c) métallisation décollée (c’est-à-dire séparation entre la métallisation ou le socle et la
pastille [ou support] ou le substrat).
5 Méthodes E et F
5.1 Domaine d’application
Ces essais sont destinés aux dispositifs à sorties-poutres.
La méthode E est normalement prévue pour un contrôle de fabrication sur un échantillon de
pastille de semiconducteur connecté sur un substrat préparé spécialement. C’est pourquoi
on ne peut l’employer sur des échantillons pris au hasard en production ou sur des lots
d’inspection.
La méthode F est normalement prévue pour un échantillonnage de dispositifs à sorties-
poutres qui ont été soudés sur un substrat en céramique ou autre substrat adéquat.
5.2 Méthode E: Essai d’arrachement par poussée
Utiliser un substrat métallisé percé d’un trou. Ce trou, convenablement centré, doit être assez
grand pour permettre le passage d’un outil de poussée, mais assez petit pour ne pas venir
perturber les zones des contacts soudés. L’outil de poussée doit être assez grand pour
réduire au minimum le risque de bris du dispositif pendant l’essai, mais assez petit pour ne
pas venir en contact avec les sorties-poutres dans la zone d’ancrage.
60749-22 © IEC:2002 – 17 –
4.2 Method D: Bond shear (applied to flip chip)
A suitable tool or wedge should be brought in contact with the die (or carrier) at a point just
above the primary substrate and a force applied perpendicular to one edge of the die
(or carrier) and parallel to the primary substrate, to cause bond failure by shear.
4.3 The force should be progressively increased until the bonds break (see 4.4.1) or until the
minimum force (see 4.4.2) has been reached.
4.4 Failure criteria
4.4.1 For determining acceptance, the value of the force at which the bonds break should be
recorded. It should be not less than 50 mN multiplied by the number of bonds. The result
of the test is valid only if the bonds themselves are the first to fail when the force is applied.
Only instances in which the bond itself breaks shall be counted as failures.
4.4.2 As an alternative procedure, the force is increased to 50 mN multiplied by the number
of bonds. If neither the bonds nor the substrate or die are broken, the bonds are considered to
have passed the test.
4.5 Classification of failures
When specified, the failures should be classified as follows:
a) failure in the bond material, or bonding pedestal, where applicable;
b) fracture in the die (or carrier) or substrate (that is, removal of a portion of the die or
substrate immediately under the bond);
c) lifted metallization (that is, separation of the metallization or bonding pedestal from the die
[or carrier] or substrate).
5 Methods E and F
5.1 Scope
These tests are intended for application to beam-lead devices.
Method E is normally intended to be applied to process control and is used on a sample of
semiconductor die bonded to a specially prepared substrate. Therefore, it cannot be used for
random sampling of production or inspection lots.
Method F is normally intended to be applied to a sample basis on beam-lead devices that
have been bonded to a ceramic or other suitable substrate.
5.2 Method E: Push-off test
A metallized substrate containing a hole should be employed. The hole, appropriately centred,
should be sufficiently large to provide clearance for a push tool, but not large enough
to interfere with the bonding areas. The push tool should be sufficiently large to minimize
device cracking during testing, but not large enough to contact the beam-leads in the
anchor bond area.
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Tenir fermement le substrat et introduire l’outil de poussée dans le trou. Le contact entre
l’outil de poussée et le dispositif doit se faire sans impact appréciable (moins de 0,25 mm par
minute). Appuyer sur la face inférieure du dispositif de manière progressive jusqu’à ce que la
force spécifiée en 5.5 soit atteinte ou qu’un défaut se produise.
5.3 Méthode F: Essai d’arrachement par traction
L’appareil de traction étalonné doit comprendre un outil de traction (par exemple une boucle
électroformée faite avec un fil de nichrome réalisant la liaison avec un matériau adhésif du
genre colle forte (par exemple une résine thermosensible à base d’acétate de polyvinyle)
placé sur la face supérieure de la pastille à sorties-poutres. Prendre soin de s’assurer que
l’adhésif ne coule pas le long des sorties-poutres ou sous la pastille. Installer de façon rigide
le substrat dans le bâti de traction et réaliser une liaison mécanique robuste entre l’outil de
traction et le matériau adhésif. Tirer sur le dispositif suivant la normale, à 5° près, jusqu’à
atteindre au moins la force spécifiée en 5.5 ou jusqu’à ce que la face supérieure de la pastille
soit à 2,5 mm environ au-dessus du substrat.
5.4 Critères de défauts pour les deux méthodes E et F
a) rupture de la pastille de semiconducteur;
b) décollement de la sortie-poutre par rapport à la pastille de semiconducteur;
c) rupture de la sortie-poutre au contact soudé;
d) rupture de la sortie-poutre au bord de la pastille de semiconducteur;
e) rupture de la sortie-poutre entre le contact soudé et le bord de la pastille de semi-
conducteur;
f) décollement du contact soudé du substrat;
g) décollement de la métallisation (c’est-à-dire séparation entre la métallisation et soit la
pas
...
Questions, Comments and Discussion
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