最近，有不少客戶在向我們咨詢的時(shí)提到一個(gè)問題，為什么做拉力測(cè)試時(shí)，斷點(diǎn)總是出現(xiàn)在焊球上方幾乎同一個(gè)位置，哪怕換了金絲批次，調(diào)了設(shè)備參數(shù)，還是如此。大家摸不準(zhǔn)到底是材料問題還是工藝問題。今天，科準(zhǔn)測(cè)控小編就帶大家詳細(xì)拆解金絲鍵合中一個(gè)非常關(guān)鍵卻很容易被忽視的概念——熱影響區(qū)（Heat Affected Zone，簡(jiǎn)稱HAZ），從原理到現(xiàn)象，從測(cè)試到管控，把這個(gè)問題剖析清楚。

一、什么是熱影響區(qū)（HAZ）？

在金絲球焊工藝中，放電棒（EFO，Electronic Flame Off）會(huì)釋放一個(gè)高壓電弧，將金絲末端瞬間熔化，表面張力使 molten gold 收縮成一個(gè)小球。這個(gè)球就是后續(xù)鍵合的焊球。

放電過程非常短暫（通常幾毫秒），但溫度很高。高溫不僅熔化金絲末端，還會(huì)沿著金絲向上傳導(dǎo)一段距離，導(dǎo)致焊球上方的一小段金絲被加熱但未熔化，這一段金絲的晶粒結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，力學(xué)性能下降，就形成了熱影響區(qū)（HAZ）。

圖片源自網(wǎng)絡(luò)

二、熱影響區(qū)的狀態(tài)

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)：

- HAZ的硬度比金絲其余部分低約20%

- HAZ的長(zhǎng)度通常在38~100μm（約1.5~4mil）之間

-在拉力測(cè)試中，斷裂幾乎總是發(fā)生在HAZ區(qū)域

下圖a可以直觀看到，焊球形成后，HAZ區(qū)域的晶粒明顯比遠(yuǎn)離焊球的正常區(qū)域粗大。這就解釋了為什么斷點(diǎn)總是固定在那個(gè)位置。

三、HAZ帶來的實(shí)際生產(chǎn)問題

HAZ會(huì)直接導(dǎo)致一系列鍵合缺陷：

1. 高爾夫球桿形焊球

焊球與金絲中心發(fā)生偏移，焊球歪向一側(cè)，形似高爾夫球桿。  

原因分析：尾線長(zhǎng)度不當(dāng)、EFO放電位置偏移、瓷嘴或工作臺(tái)在放電瞬間發(fā)生橫向運(yùn)動(dòng)。  

后果：焊球不對(duì)稱，鍵合強(qiáng)度不足，后續(xù)弧線不穩(wěn)定。

2. 焊球上方頸縮

HAZ區(qū)域的金絲強(qiáng)度降低，在弧線成形或反向拱弧時(shí)，該區(qū)域發(fā)生急劇彎折，形成一個(gè)“折點(diǎn)"。

后果：該折點(diǎn)成為應(yīng)力集中區(qū)，極易斷裂。在TSOP、智能卡、堆疊芯片等低線弧應(yīng)用中尤其常見。

3. 引線框架連接條斷裂

在反向拱弧或后續(xù)塑封過程中，HAZ區(qū)域承受過大拉伸或剪切應(yīng)力，導(dǎo)致連接條斷開。

4. 金絲刮傷或印痕

雖然不全是HAZ本身的問題，但HAZ強(qiáng)度降低后，對(duì)外部損傷更加敏感。瓷嘴磨損、線夾污染都會(huì)在HAZ區(qū)域留下印痕或刮傷，進(jìn)一步降低可靠性。

四、如何管控HAZ？

只要有加熱，就有熱影響，所以HAZ無(wú)法全消除，但可以管控和優(yōu)化。此外，很多金絲制造商也在持續(xù)改進(jìn)材料：通過添加微量摻雜元素（如Be、Cu等），可以在不降低可焊性的前提下，縮小HAZ長(zhǎng)度、提高HAZ強(qiáng)度。

五、如何評(píng)估HAZ的影響？

推拉力測(cè)試機(jī)是評(píng)估HAZ影響最直接、最量化的工具。通過它，你可以做到：

1. 定位薄弱點(diǎn)

在拉力測(cè)試模式下，觀察斷點(diǎn)位置。如果90%以上的斷裂都發(fā)生在焊球上方同一區(qū)域，基本可以確定HAZ是主要問題。

2. 量化強(qiáng)度損失

測(cè)量不同EFO參數(shù)下的拉斷力值。如果HAZ區(qū)域的拉斷力顯著低于金絲標(biāo)稱值，說明熱影響過大。

3. 驗(yàn)證工藝改善效果

更換高摻雜金絲或調(diào)整EFO時(shí)間后，對(duì)比前后拉力數(shù)據(jù)，判斷改善是否有效。

4. 批次一致性檢查

不同批次的金絲，HAZ表現(xiàn)可能不同。推拉力測(cè)試機(jī)可以幫助你建立入廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，避免問題批次流入產(chǎn)線。

5. 滿足體系審核

ISO、IATF等質(zhì)量管理體系要求關(guān)鍵工藝參數(shù)可追溯。推拉力測(cè)試數(shù)據(jù)是最有力的證據(jù)。

無(wú)論是金絲、鋁絲、銅絲，還是25μm的細(xì)線、500μm的粗線，專業(yè)的推拉力測(cè)試機(jī)都能提供高精度、可重復(fù)的力學(xué)驗(yàn)證。

以上就是科準(zhǔn)測(cè)控小編關(guān)于熱影響區(qū)（HAZ）的原理、影響、管控的相關(guān)介紹了，希望對(duì)您有幫助。HAZ雖然無(wú)法全消除，但可以被測(cè)量、被管控，如果您也有相關(guān)的需求或者對(duì)推拉力測(cè)試有需求，歡迎聯(lián)系科準(zhǔn)測(cè)控，我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)將為您提供專業(yè)的推拉力測(cè)試解決方案，讓每一根金絲、每一個(gè)焊球的強(qiáng)度，都清清楚楚、有據(jù)可查。