ICS77.040.99 CCSH21 中华人民共和国国家标准 GB/T45325—2025 贵金属键合丝热影响区长度测定 扫描电镜法 Determinationoflengthofheataffectedzoneforpreciousmetalbondingwire— Scanningelectronmicroscopemethod 2025-02-28发布 2025-09-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国有色金属工业协会提出。 本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。 本文件起草单位:贵研检测科技(云南)有限公司、北京达博有色金属焊料有限责任公司、贵研半导 体材料(云南)有限公司、烟台一诺电子材料有限公司、国合通用(青岛)测试评价有限公司、郴州市产商 品质量监督检验所、云南贵金属实验室有限公司、有色金属技术经济研究院有限责任公司、北京有色金 属与稀土应用研究所有限公司、浙江佳博科技股份有限公司。 本文件主要起草人:王一晴、毛端、赵万春、陈雯、陈国华、周文艳、向磊、朱武勋、闫茹、林良、齐岳峰、 薛子夜、张晓辰、张卓佳、刘洁、毕勤嵩、袁晓虹、梁辰、金娅秋、赵义东。 ⅠGB/T45325—2025 贵金属键合丝热影响区长度测定 扫描电镜法 1 范围 本文件描述了各类贵金属键合丝(以下简称“键合丝”)热影响区长度的扫描电镜测定方法。 本文件方法一适用于键合金丝热影响区长度的测定。 本文件方法二适用于直径不超过50μm的纯金属、合金或复合类键合丝的热影响区长度测定。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T23414—2009 微束分析 扫描电子显微术 术语 GB/T38783—2020 贵金属复合材料覆层厚度的扫描电镜测定方法 3 术语和定义 GB/T23414—2009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 自由空气球 freeairball;FAB 引线键合烧球阶段,高压电弧击穿空气并放出大量的热,使键合丝末端熔化,冷却时由于表面张力 作用使键合丝末端形成的一个金属圆球。 3.2 热影响区 heataffectedzone;HAZ 引线键合烧球过程中,高温熔化键合丝末端形成自由空气球(FAB),同时热量传导使键合丝近 FAB区域发生再结晶及晶粒长大现象的区域。 3.3 聚焦离子束 focusedionbeam;FIB 将离子源通过离子枪加速、电磁透镜聚焦后形成的离子束流。 [来源:GB/T38783—2020,3.1,有修改] 3.4 双束电子显微镜 dualbeamelectronmicroscope 由聚焦离子束与扫描电子显微镜结合而成的双束(电子束/离子束)系统。 [来源:GB/T38783—2020,3.2,有修改] 3.5 气体注入系统 gasinjectionsystem;GIS 在双束电子显微镜中,通过注入各类气体化合物来辅助完成沉积或增强刻蚀的系统。 1GB/T45325—2025 [来源:GB/T38783—2020,3.3,有修改] 3.6 等轴晶粒 equiaxedgrain 在各方向上尺寸相差较小的晶粒。 [来源:GB/T30067—2013,2.2.53,有修改] 3.7 长晶粒 longgrain 形态介于等轴晶粒与形变条带组织之间的长条状非等轴晶粒。 注:通常长晶粒的长径比范围为2~15。 4 方法一 直接观察法 4.1 原理 通过扫描电镜的背散射模式成像,获得键合金丝表面的晶粒组织图片,从而测定热影响区(HAZ) 长度。 4.2 仪器设备 扫描电镜:背散射电子像分辨率优于20nm;设备应进行长度测量校准。 4.3 试验步骤 4.3.1 取样及样品安装 测试样品为烧球后的键合金丝。单根键合金丝样品,应选取无机械损伤且长度大于5mm的样 品,并用导电胶粘接到平面样品台上;含键合金丝的芯片样品,直接将芯片水平粘接在平面样品台上。 将样品台置于样品仓并抽真空。 4.3.2 扫描电镜观察与拍照 使用扫描电镜的背散射模式观察样品。选取表面清洁且无明显机械损伤的键合金丝,将其移动到 视野中心。调整扫描电镜参数,聚焦、消除像散并拍照,获得背散射图像。所拍图片应包含键合金丝的 FAB和HAZ。推荐测试参数见表1,背散射成像效果见图1。 表1 扫描电镜推荐测试参数 参数名称 参数值 电子束加速电压 2kV~15kV 工作距离 5mm~10mm 2GB/T45325—2025 图1 键合金丝背散射成像效果 5 方法二 聚焦离子束(FIB)法(仲裁法) 5.1 原理 通过双束电子显微镜FIB切割并抛光试样,制备出平整的键合丝纵截面,再通过FIB成像,获得键 合丝纵截面的晶粒组织图像,从而测定HAZ长度。 5.2 仪器设备 双束电子显微镜:电子束分辨率优于5nm;离子束分辨率优于10nm;设备应进行长度测量校准。 5.3 试验步骤 5.3.1 样品处理和安装 应将样品进行固定。单根键合丝样品可直接用导电胶粘接到平面样品台上;含键合丝的芯片样品 应先将悬空的FAB端固定在芯片上,可使用液体导电胶薄涂于芯片表面并自然晾干的方法来固定,将 处理后的样品粘接到平面样品台上。将样品台置于样品仓并抽真空。 5.3.2 截面制备 5.3.2.1 预热 预热FIB系统和气体注入系统(GIS)。 5.3.2.2 寻找共焦点 在电子束窗口下找到需要切割的键合丝样品,旋转或移动样品台,使键合丝在视野中水平且丝径中 线应处于视场中心。随后按照GB/T38783—2020中6.2.4执行。 5.3.2.3 FIB诱导沉积 倾斜样品台至θ,使其正对离子束。插入GIS注入针,通过FIB诱导沉积气体,在键合丝顶端中线 处形成保护层。沉积的保护层在长度方向应覆盖键合丝的FAB和不小于150μm的丝材部分。沉积 保护层结束后将GIS注入针撤出。样品空间状态示意图及推荐参数见图2和表2。 注:使用平面样品台时,θ为双束电子显微镜电子束与离子束的夹角。 3GB/T45325—2025 标引序号说明: 1———电子束; 2———GIS注入针; 3———FIB; 4———保护层; 5———键合丝样品; 6———样品台。 图2 FIB诱导沉积的样品空间状态示意图 表2 FIB诱导沉积推荐测试参数 参数名称 参数值 离子束加速电压 30kV 离子束束流 0.5nA~3nA 沉积尺寸:长×宽×高 (180μm~250μm)×2μm×(1μm~3μm) 5.3.2.4 FIB粗切 采用FIB切割保护层一侧键合丝的FAB和丝材部分。切割区域为矩形,切割方向终止于保护层边 缘,切割深度为FAB的直径。对于直径超过40μm的键合丝,由于其FAB直径较大,保护层一侧的 FAB可部分切除,但切割区域应包含FAB与丝材连接处,且切割深度应大于丝材的直径。样品空间状 态示意图及推荐参数见图3和表3。 4GB/T45325—2025