IEC 60749-22-1:2025

IEC 60749-22-1 ®
Edition 1.0 2025-11
NORME
INTERNATIONALE
Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques -
Partie 22-1: Robustesse des contacts soudés - Méthodes d'essais d'arrachement
par traction des contacts soudés par fil
ICS 31.080.01  ISBN 978-2-8327-0861-3

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La Commission Electrotechnique Internationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des
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SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 5
1 Domaine d’application . 7
2 Références normatives . 7
3 Termes et définitions. 8
4 Appareillage et matériaux . 11
4.1 Équipement d’inspection. 11
4.2 Support de travail . 11
4.3 Équipement de traction de contact soudé par fil . 12
4.4 Crochet de traction . 12
4.5 Collier de traction du contact soudé . 12
5 Procédure . 13
5.1 Étalonnage . 13
5.2 Examen visuel des contacts soudés à soumettre à essai après
décapsulation . 13
5.2.1 Applicabilité. 13
5.2.2 Examen des plaquettes de collage et critères d’acceptabilité pour la
métallisation des plaquettes de collage en aluminium et en cuivre . 13
5.2.3 Critères d’examen et d’acceptabilité des fils et connexions Cu et Ag
(tous les contacts soudés) . 14
5.3 Réalisation de l’essai d’arrachement par traction de contact soudé par fil . 14
5.3.1 Essai d’arrachement par traction des contacts soudés par fil utilisé. 14
5.3.2 Méthode de traction au crochet . 14
5.3.3 Méthode de traction par collier d’un contact unique (fil coupé) . 23
5.4 Examen des contacts soudés par fil tirés . 25
5.5 Codes de défaillance de traction de contact soudé par fil . 26
5.5.1 Tabulation des codes . 26
5.5.2 Définition du Code 6 par rapport au Code 7 pour les soudures en point
de couture thermosoniques . 33
5.5.3 Discussion sur la signification des codes de défaillance . 34
5.6 Données de traction de contact soudé par fil . 35
5.6.1 Enregistrement des données de traction de contact soudé par fil . 35
5.6.2 Détermination du diamètre de fil équivalent pour les contacts en ruban . 36
5.6.3 Force de traction effective par rapport à la force réelle sur un contact
soudé . 36
6 Résumé . 37
Annexe A (informative) Recommandations pour la réalisation d’essais d’arrachement
par traction sur des contacts empilés (inverses, de sécurité et autres) . 38
A.1 Soudures inverses . 38
A.2 Soudures de sécurité . 40
A.3 Autres soudures empilées . 40
Annexe B (informative) Recommandations pour effectuer la décapsulation sur les
dispositifs avant l’essai d’arrachement par traction des contacts soudés . 42
B.1 Justification . 42
B.2 Avertissement concernant le nettoyage par ultrasons des contacts soudés
par fil exposés . 42
B.3 Préoccupations relatives aux processus de décapsulation des dispositifs
avec contacts soudés par fils en cuivre et en argent . 42
B.4 Préoccupation concernant les caniveaux dus à une gravure excessive du
placage argenté sur les grilles de connexion . 45
B.5 Techniques permettant d’évaluer si une gravure excessive a eu lieu sur le
placage d’Ag . 47
B.6 Préoccupations concernant la décapsulation des boîtiers avec des soudures
en point de couture sur plusieurs plans . 48
B.7 Problème de ne pas retirer tout le matériau d’encapsulation autour du fil
soudé avant l’essai de traction . 49
Annexe C (informative) Corrélation entre les codes de défaillance de traction du
présent document et les codes de défaillance de traction du document Mil-Std 883,
Méthode 2011.9 . 50
Annexe D (informative) Images pour aider à déterminer les codes de défaillance
appropriés . 52
D.1 Représentation des codes de défaillance . 52
D.2 Défaillance de la partie déformée du fil au-dessus de la soudure en point de
couture thermosonique – Code 6 . 53
D.3 Défaillance de la soudure en point de couture thermosonique – Code 7 . 54
D.4 Recommandations supplémentaires pour les ruptures dans les soudures en
point de couture thermosoniques – Code 6 ou code 7 . 55
Annexe E (informative) Recommandations supplémentaires concernant les valeurs de
spécification minimale de la force de traction et les exigences de commande de
processus . 60
Annexe F (informative) Facteurs pouvant affecter le résultat de la traction du fil . 61
F.1 Facteurs importants . 61
F.2 Influence de l’angle de soudure sur la force de traction . 62
F.3 L’angle de traction affecte la force de traction et le mode de défaillance. 63
Annexe G (informative) Contexte et raisons du choix des valeurs minimales de
spécification de la traction . 65
Bibliographie . 67

Figure 1 – Définition de la portée médiane . 10
Figure 2 – Description de huit valeurs aberrantes, dont sept sont des produits déviants . 10
Figure 3 – Placer le crochet sous le fil . 15
Figure 4 – Orientation du crochet par rapport au fil (vue de dessus) . 15
Figure 5 – Mise en place du crochet pour l’essai de traction du fil (WPT) pour
différents types de contacts par fil . 18
Figure 6 – Fils à angles de soudure faibles . 19
Figure 7 – Dispositif avec encoches pour permettre la mise en place du crochet . 19
Figure 8 – Pile en plaques inversée . 20
Figure 9 – Pile verticale de puces de même taille . 20
Figure 10 – Mise en place du crochet pour l’essai de traction de boule (BPT) pour
différents types de contacts soudés par fil . 21
Figure 11 – Mise en place du crochet pour l’essai de traction de point de couture (SPT)
pour différents types de contacts soudés par fil . 23
Figure 12 – Exemples de mise en place acceptable et inacceptable d’un collier
sur le fil . 24
Figure 13 – Mise en place du collier pour l’essai de traction de boule . 25
Figure 14 – Mise en place du collier pour l’essai de traction de point de couture . 25
Figure 15 – Description générale des codes de défaillance de traction des contacts
soudés par fil pour tous les types de contacts . 26
Figure 16 – Codes de défaillance de traction détaillés pour fils normaux à soudage
thermosonique . 27
Figure 17 – Codes de défaillance de traction détaillés pour fils à soudage
thermosonique inverse . 28
Figure 18 – Codes de défaillance de traction détaillés pour fils à soudage
thermosonique puce sur puce . 29
Figure 19 – Codes de défaillance de traction détaillés pour fils normaux à soudage
ultrasonique . 30
Figure 20 – Codes de défaillance de traction détaillés pour fils à soudage ultrasonique
puce sur puce . 31
Figure 21 – Codes de défaillance de traction détaillés pour fils à soudage ultrasonique
substrat sur substrat . 32
Figure 22 – Codes de défaillance de traction détaillés pour fils/rubans à soudage
ultrasonique à plusieurs boucles . 33
Figure 23 – Emplacement des ruptures dans la zone d’avancée du point de couture
par rapport à la soudure en point de couture . 34
Figure A.1 – Vue de dessus de la soudure inverse . 38
Figure A.2 – Vue de côté de la soudure inverse . 38
Figure A.3 – Exemples de différentes connexions électriques réalisées avec des
soudures inverses . 39
Figure A.4 – Le bossage d’une soudure de sécurité . 40
Figure A.5 – La soudure à boule écrasée d’une boucle de sécurité . 40
Figure A.6 – Exemple d’un autre type de soudures empilées . 41
Figure B.1 – Images de soudures à boule écrasée en cuivre présentant de graves
dommages dus au processus de gravure . 43
Figure B.2 – Images comparatives montrant le degré d’attaque de cuivre due à deux
agents de gravure différents . 43
Figure B.3 – Soudure en point de couture à fil de cuivre entièrement décapsulée par
ablation au laser . 44
Figure B.4 – Dommage lié à l’ablation au laser . 45
Figure B.5 – Dessins, images optiques et SEM de rupture où commence la soudure
métallurgique . 46
Figure B.6 – Caniveau de la soudure en point de couture dû à une gravure excessive
du placage d’argent . 46
Figure B.7 – Placage d’Ag retiré par le processus de décapsulation, le cuivre
sous-jacent est visible . 47
Figure B.8 – Ag plaqué visible dans la zone autour des soudures en point de couture,
le cuivre est visible uniquement sur les bords . 47
Figure B.9 – Évaluer si une gravure excessive du placage d’Ag s’est produite . 48
Figure B.10 – Exemples d’images SEM et optiques d’une quantité raisonnable de
matériau d’encapsulation restant pour l’essai de traction des soudures à angles très
faibles . 49
Figure C.1 – Emplacement des codes de défaillance de traction pour le présent
document et le document Mil-Std 883, Méthode 2011.9 . 50
Figure C.2 – Schéma des codes de défaillance issus de Mil-Std 883, Méthode 2011.9 . 51
Figure D.1 – Soudure en point de couture en or (non encapsulée) avant et après
l’essai d’arrachement par traction du fil . 53
Figure D.2 – Exemples de rupture se produisant dans la région d’avancée . 53
Figure D.3 – Soudures en point de couture de cuivre avant et après l’essai
d’arrachement par traction du fil . 54
Figure D.4 – Image SEM d’une rupture dans la région d’avancée d’une soudure en
point de couture d’or . 54
Figure D.5 – Rupture se produisant dans les soudures en point de couture d’or . 54
Figure D.6 – Rupture se produisant dans la région d’avancée des soudures en point de
couture de cuivre . 55
Figure D.7 – Images SEM de l’endroit où les ruptures sont désignées code 7 . 55
Figure D.8 – Soudure en point de couture d’or sur une plage d’accueil en cuivre
plaquée de Ni/Au sur un substrat organique . 56
Figure D.9 – Images du rapport d’analyse de la construction de la soudure en point de
couture en or . 56
Figure D.10 – Soudures en point de couture réalisées avec un fil de cuivre revêtu de
Pd sur une grille de connexion en alliage de cuivre plaqué d’Ag . 57
Figure D.11 – Éclaboussure d’Ag . 57
Figure D.12 – Espaces entre le fil de Cu et la grille de connexion plaquée de NiPdAu . 58
Figure D.13 – Soudure en point de couture réalisée avec un fil de cuivre sur une grille
de connexion en alliage de cuivre plaqué d’Ag . 58
Figure D.14 – Images du rapport d’analyse de construction de la soudure en point de
couture réalisée avec un fil de cuivre sur une grille de connexion en alliage de cuivre
plaqué d’Ag . 59
Figure F.1 – Diagramme de force et équations de force détaillées 5.3.4 et 5.3.5 de la
note technique NBS 726 . 61
Figure F.2 – Force de traction sur le fil en fonction de la tension, exemple d’angles de
soudure très faibles . 62
Figure F.3 – Différents angles de soudure par rapport à leurs surfaces de collage . 63
Figure F.4 – Influence de l’angle de traction sur la tension. 64

Tableau 1 – Recommandations pour le diamètre minimal du crochet de traction . 12
Tableau C.1 – Conversion des (nouveaux) codes de traction du présent document en
(anciens) du document Mil-Std 883, Méthode 2011.9 . 50
Tableau D.1 – Représentations des codes de défaillance . 52
Tableau F.1 – Compensation de la force de traction minimale pour différents angles de
soudure . 63
Tableau F.2 – Comment l’angle de traction affecte-t-il la force appliquée à chaque
Φ
contact . 64

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
Dispositifs à semiconducteurs -
Méthodes d’essais mécaniques et climatiques -
Partie 22-1: Robustesse des contacts soudés - Méthodes d’essais
d’arrachement par traction des contacts soudés par fil

AVANT-PROPOS
1) La Commission Électrotechnique Internationale (IEC) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l’ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de l’IEC). L’IEC a pour
objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines
de l’électricité et de l’électronique. À cet effet, l’IEC – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de l’IEC"). 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 l’IEC,
participent également aux travaux. L’IEC 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 l’IEC concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de l’IEC
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de l’IEC se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de l’IEC. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que l’IEC
s’assure de l’exactitude du contenu technique de ses publications; l’IEC ne peut pas être tenue responsable de
l’éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d’encourager l’uniformité internationale, les Comités nationaux de l’IEC s’engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de l’IEC dans leurs publications nationales
et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de l’IEC et toutes publications nationales ou
régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) L’IEC elle-même ne fournit aucune attestation de conformité. Des organismes de certification indépendants
fournissent des services d’évaluation de conformité et, dans certains secteurs, accèdent aux marques de
conformité de l’IEC. L’IEC n’est responsable d’aucun des services effectués par les organismes de certification
indépendants.
6) Tous les utilisateurs doivent s’assurer qu’ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à l’IEC, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d’études et des Comités
nationaux de l’IEC, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l’utilisation de cette Publication de l’IEC ou de
toute autre Publication de l’IEC, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L’attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L’utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’IEC attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation d’un
ou de plusieurs brevets. L’IEC ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de tout
droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’IEC n’avait pas reçu
notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois, il y a lieu
d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations plus récentes
sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse https://patents.iec.ch.
L’IEC ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de
leur existence.
L’IEC 60749-22-1 a été établie par le comité d’études 47 de l’IEC: Dispositifs à
semiconducteurs. Il s’agit d’une Norme internationale.
La présente Norme internationale doit être utilisée conjointement avec l’IEC 60749-22-2:2025.
Cette première édition, conjointement avec la première édition de l’IEC 60749-22-2:2025,
annule et remplace la première édition de l’IEC 60749-22 parue en 2002. Elle est basée sur le
document JESD22-B120 de la JEDEC. Elle est utilisée avec l’autorisation du détenteur des
droits d’auteur, la JEDEC Solid State Technology Association.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l’édition
précédente:
a) mise à jour majeure, incluant de nouvelles techniques et l’utilisation de nouveaux
matériaux (par exemple le fil de cuivre) impliquant une réécriture complète en deux
sous-parties séparées (le présent document et l’IEC 60749-22-2).
Le texte de cette Norme internationale est issu des documents suivants:
Projet Rapport de vote
47/2954/FDIS 47/2975/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à son approbation.
La langue employée pour l’élaboration de cette Norme internationale est l’anglais.
La version française de la norme n’a pas été soumise au vote.
Ce document a été rédigé selon les Directives ISO/IEC, Partie 2, il a été développé selon les
Directives ISO/IEC, Partie 1 et les Directives ISO/IEC, Supplément IEC, disponibles sous
www.iec.ch/members_experts/refdocs. Les principaux types de documents développés par
l’IEC sont décrits plus en détail sous www.iec.ch/publications.
Une liste de toutes les parties de la série IEC 60749, publiées sous le titre général
Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d’essais mécaniques et climatiques, se trouve sur
le site Web de l’IEC.
Le comité a décidé que le contenu de ce document ne sera pas modifié avant la date de
stabilité indiquée sur le site web de l’IEC sous webstore.iec.ch dans les données relatives au
document recherché. À cette date, le document sera
– reconduit,
– supprimé, ou
– remplacé par une édition révisée.

1 Domaine d’application
La présente partie de l’IEC 60749 présente des moyens de détermination de la robustesse et
du mode de défaillance d’un fil soudé à la surface de collage d’une puce ou d’un boîtier,
et des interconnexions correspondantes sur cette surface, et peut être appliquée à des
dispositifs encapsulés ou décapsulés. Cette méthode d’essai peut être exécutée sur des
contacts soudés (à boule écrasée et en point de couture) thermosoniques en alliage d’or,
alliage de cuivre et alliage d’argent constitués de fils dont le diamètre est compris entre
15 µm et 76 µm (0,000 6 " et 0,003 "), et sur des contacts soudés (en biseau) ultrasoniques
en alliage d’or, alliage de cuivre et alliage d’aluminium constitués de fils dont le diamètre est
compris entre 18 µm et 600 µm (0,000 7 " et 0,024 ").
La présente méthode d’essai d’arrachement par traction des contacts soudés par fil est
destructive. Elle est adaptée au développement de processus, au contrôle de processus ou à
l’assurance qualité.
La présente méthode d’essai autorise deux méthodes distinctes de traction des fils:
a) une méthode intègre l’utilisation d’un crochet qui est placé sous le fil puis tiré,
b) une méthode exige qu’une fois le fil coupé, un collier soit placé sur le fil connecté au
contact soudé à soumettre à essai, et ce collier est utilisé pour tirer le fil.
La présente méthode d’essai définit trois essais de traction. L’essai de traction du fil (WPT)
est adapté à tous les fils soudés. L’essai de traction de boule (BPT) et l’essai de traction de
point de couture (SPT) sont adaptés aux fils soudés par thermosonie.
La présente méthode d’essai peut également être utilisée sur les quatre applications qui
suivent sur des contacts soudés thermosoniques et ultrasoniques, bien que chacun exige des
considérations particulières lors de l’exécution de l’essai:
a) la traction de fils d’aluminium et de rubans d’aluminium qui sont soudés par de multiples
soudures ultrasoniques, voir 5.3.2.2.2 pour les considérations particulières. Des fils et des
rubans à boucles multiples sont utilisés dans certains boîtiers de dispositifs haute
puissance;
b) la traction de fils de soudure inverse également connus sous le nom de "point de couture
sur boule". Ces types de contacts soudés peuvent inclure une couture en or sur une boule
en or, une couture en cuivre sur une boule en cuivre et une couture en cuivre sur une
boule en or. voir l’Article A.1 à l’Annexe A pour plus d’informations;
c) la traction d’un fil soudé par thermosonie qui possède un contact soudé de sécurité
(voir 3.9) ou une boucle de sécurité (voir 3.19) placé(e) au sommet de la soudure en point
de couture (voir 3.3) pour fournir une robustesse supplémentaire. Voir l’Article A.2 pour
plus d’informations;
d) la traction de contacts par fils thermosoniques sur une puce empilée lorsque les fils ou les
contacts, ou les deux, ne sont pas accessibles pour un essai d’arrachement par traction
approprié. Voir 5.3.2.2.4 pour les considérations particulières.
Cette méthode d’essai n’inclut pas l’essai de robustesse des contacts soudés à l’aide de
l’essai de cisaillement du contact soudé par fil. L’essai de cisaillement du contact soudé par
fil est décrit dans l’IEC 60749-22-2.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie
de leur contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées,
seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
IEC 60749-22-2, Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d’essais mécaniques et
climatiques - Partie 22-2: Essai de robustesse des contacts soudés - Méthodes d’essais de
cisaillement des contactés soudés par fil
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées
en normalisation, consultables aux adresses suivantes:
– IEC Electropedia: disponible à l’adresse https://www.electropedia.org/
– ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp
3.1
fil de contact
adhésion ou soudage d’un fil (généralement en or, aluminium, cuivre ou argent) à une surface
de collage à l’aide d’un processus de soudage de fils thermosonique ou par ultrasons
3.2
soudure à boule écrasée
première soudure pendant le processus de collage thermosonique (boule), dans laquelle
l’extrémité d’un fil de petit diamètre (généralement en or, cuivre ou argent) est collée à une
surface de collage de puce (généralement une métallisation d’embase en alliage d’aluminium)
Note 1 à l’article: La soudure à boule écrasée inclut la partie agrandie sphérique ou en tête de clou du fil qui est
fournie par la fusion, la plaquette de collage sous-jacente et l’interface de soudage métallurgique entre le point en
forme de boule et la plaquette de collage.
3.3
soudure en point de couture
deuxième soudure pendant le processus de collage thermosonique (boule), dans laquelle le fil
est généralement collé à la surface de collage du boîtier (par exemple grille de connexion,
substrat, borne, etc.)
Note 1 à l’article: Une soudure en point de couture est également appelée soudure en croissant.
Note 2 à l’article: Pour certaines constructions uniques (par exemple les soudures inverses), la deuxième soudure
peut être formée au sommet d’un bossage. Voir également "soudure inverse" et "bossage".
3.4
soudure en biseau
fixation d’un fil généralement en aluminium, cuivre ou or) ou d’un ruban en aluminium sur une
surface de collage de puce (généralement métallisation de plaquette en aluminium) ou la
surface de collage de boîtier (habituellement une borne ou un contact de grille de connexion
plaquée) à l’aide d’un processus de collage ultrasonique
3.5
surface de collage
surface sur laquelle le fil est soudé, qui peut être l’une quelconque des suivantes:
1) la métallisation de l’embase ou la métallisation de la surface de la puce (par exemple
MOSFET), 2) la métallisation de la surface du boîtier (par exemple grille de connexion,
substrat, borne), 3) un bossage (voir également "soudure inverse" et "bossage") ou 4) une
couture soudée sur l’embase/le drapeau ou une métallisation de surface de boîtier
Note 1 à l’article: Voir également "soudure de sécurité" et "boucle de sécurité".
3.6
processus de collage
processus de collage dans lequel deux éléments sont joints par
l’intermédiaire de l’application combinée de chaleur, de pression et d’un mouvement latéral
oscillatoire ultrasonique
3.7
processus de collage
processus de collage dans lequel deux éléments sont joints par l’intermédiaire
de l’application combinée de pression et d’un mouvement latéral oscillatoire ultrasonique
3.8
fil de connexion
fil qui est lié à une surface de collage de puce afin de connecter électriquement la puce et
tout autre point à l’intérieur du boîtier de dispositif
3.9
ruban
fil plat (non arrondi)
Note 1 à l’article: Tout au long de cette méthode d’essai, le terme "fil" couvre à la fois le fil et le ruban.
3.10
fil d’aluminium
fil en alliage d’aluminium dont la teneur en aluminium est généralement supérieure ou égale à
98 %
3.11
fil de cuivre
fil en alliage de cuivre dont la teneur en cuivre est généralement de 99 % mais inclut
également un fil de cuivre comprenant un revêtement très fin de palladium ou d’or et de
palladium
3.12
fil d’or
fil en alliage d’or dont la teneur en or est généralement supérieure ou égale à 99 %
3.13
fil d’argent
fil en alliage d’argent dont la teneur en argent est généralement supérieure à 85 % pour les
circuits intégrés (CI) et supérieure à 75 % pour les diodes électroluminescentes (DEL)
3.14
portée médiane
position du fil soudé qui est égale à environ la moitié de la distance horizontale entre les deux
contacts soudés
Voir la Figure 1.
Figure 1 – Définition de la portée médiane
3.15
produit déviant
produit qui satisfait aux spécifications du fabricant et aux exigences de l’utilisateur mais qui
affiche des caractéristiques anormales par rapport à une population normale et peut être sujet
à un niveau de défaillance supérieur à la normale en utilisation
Note 1 à l’article: La Figure 2 décrit un exemple de caractéristique anormale par rapport à une population
normale.
Note 2 à l’article: Pour les besoins du présent document, tous les essais d’arrachement par traction de contacts
soudés par fil ne présentent qu’une exigence minimale de valeur de traction et aucune limite supérieure: la limite
supérieure de la spécification (USL) n’est donc pas applicable.
Note 3 à l’article: Voir également le document JESD50.

Figure 2 – Description de huit valeurs aberrantes, dont sept sont des produits déviants
3.16
soudure inverse
collage thermosonique pour lequel la boule est placée sur la surface de collage du boîtier et
la couture est placée sur un bossage de la puce
Note 1 à l’article: Ce collage est également appelé "couture sur boule"
3.17
bossage
soudure thermosonique en boule écrasée dont le fil a été retiré
Note 1 à l’article: Il peut être utilisé comme soudure en boule écrasée sous-jacente pour les soudures inverses
e
sur lesquelles la couture (2 soudure) pour la soudure inverse est placée, ou la soudure en boule écrasée placée
sur un point de couture pour former une soudure de sécurité.
3.18
soudure de sécurité
placement d’un bossage au sommet d’une soudure en point de couture pour améliorer la
résistance mécanique d’une soudure en point de couture afin qu’elle supporte la contrainte de
cisaillement entre le matériau d’encapsulation et la surface de collage
Note 1 à l’article: Les soudures de sécurité sont communément utilisées dans les boîtiers de DEL
(diode électroluminescente) à montage en surface qui utilisent des encapsulants non remplis pour le matériau de
lentille qui ont des coefficients de dilatation thermique supérieurs à ceux des encapsulants remplis de silice,
et appliquent donc des contraintes de cisaillement plus élevées sur la soudure en point de couture.
3.19
boucle de sécurité
soudure de sécurité de laquelle le fil n’a pas été retiré et dont le fil pour la boucle de sécurité
est fixé à la même surface de collage qu’une soudure en point de couture
3.20
traction de contact soudé par fil
processus dans lequel un instrument tire sur un fil soudé thermosonique ou
ultrasonique jusqu’à la défaillance
3.21
traction de contact soudé par fil
processus dans lequel un instrument tire sur un fil soudé thermosonique ou
ultrasonique selon une charge spécifique inférieure à la valeur minimale de traction
destructive, de telle sorte qu’aucun dommage ou dégradation permanent(e) n’est susceptible
d’être appliqué(e) au fil
3.22
force de traction de contact soudé par fil
force destructive exigée pour entraîner l’un quelconque des évènements
suivants: le fil soudé casse; un des points de soudure se sépare d’une surface de collage;
ou une des surfaces de collage se sépare de la puce, de la grille de connexion ou du substrat
4 Appareillage et matériaux
4.1 Équipement d’inspection
Un système de microscope optique ou un microscope électronique à balayage avec un
grossissement minimal de 70X est exigé pour prendre en charge l’évaluation optique du mode
de défaillance résultant, par exemple si la rupture du fil est ductile ou fragile ou si le contact
soudé s’est soulevé de la plage d’accueil, de la grille de connexion ou du substrat avec ou
sans résidus sur la plage d’accueil, la grille de connexion ou le substrat).
Cependant, un grossissement plus important peut être nécessaire pour vérifier les codes de
défaillances 1, 2, 3, 6, 7, 8 et 9 (voir 5.5 pour une discussion détaillée des codes de
défaillances).
4.2 Support de travail
Le support utilisé pour maintenir le dispositif, appelé "support de travail", doit empêcher tout
mouvement du dispositif pendant l’essai d’arrachement par traction des contacts soudés par
fil et doit permettre de positionner le crochet pour une application optimale de la force sur le
fil.
4.3 Équipement de traction de contact soudé par fil
L’appareillage doit consister en un équipement permettant d’appliquer une force de traction
sur le fil de connexion, comme exigé conformément à cette méthode d’essai, jusqu’à ce que
la défaillance se produise à l’intérieur du fil, du contact par fil ou de la surface de collage.
L’équipement doit être capable d’appliquer la force à une vitesse constante.
L’équipement doit indiquer la force appliquée en unités SI ou unités anglaises, ou les deux, et
doit être étalonné sur toute la plage des valeurs prévues pour le fil spécifique tiré avec une
précision de ±5 % de la charge de rupture prévue ou ±2,9 mN (±0,3 gf), la tolérance la plus
élevée étant retenue. La plage de valeurs de force exigée varie en fonction du matériau du fil
et de la section du fil.
Il convient d’utiliser la vitesse de déplacement recommandée par le fabricant de l’appareil
d’essai de traction pour le matériau du fil soumis à essai. Pour vérifier que la vitesse de
traction pour un essai se situe dans une plage acceptable, la sortie du capteur doit être
examinée pour s’assurer que le taux de déformation est constant tout au long de l’essai.
4.4 Crochet de traction
Il convient que le crochet de traction soit fabriqué dans un matériau solide et rigide qui ne se
déforme pas pendant l’essai de traction. Le diamètre du fil utilisé pour fabriquer le crochet
utilisé pour appliquer la force au fil d’interconnexion doit être suffisamment grand et sa forme
finale doit être telle que la force appliquée par le crochet répartit la force de traction aux
contacts à travers le fil et ne coupe pas le fil. Le Tableau 1 donne le diamètre minimal du
crochet de traction pour satisfaire l’exigence ci-dessus.
Tableau 1 – Recommandations pour le diamètre minimal du crochet de traction
Diamètre du fil Diamètre du crochet
≤ 50 µm (0,002") Au moins 2,0x le diamètre du fil
˃ 50 µm (0,002") à ≤ 125 µm (0,005") Au moins 1,5x le diamètre du fil
˃ 125 µm (0,005") Au moins 1,0x le diamètre du fil

Pour les fils de rubans, utiliser le diamètre du fil rond équivalent qui présente la même section
droite que le fil de ruban soumis à essai. Il convient que la partie plate du crochet
(horizontale) soit > 1,25x le diamètre équivalent du fil de ruban soumis à essai.
Le crochet doit être lisse (pas d’arêtes vives) et exempt de défauts et de contamination
susceptibles de compromettre les résultats de l’essai ou d’endommager le fil tiré.
4.5 Collier de traction du contact soudé
Pour les essais de traction par collier, le collier utilisé doit être en mesure d’appliquer une
force suffisante au fil tiré pour le maintenir fermement, de sorte qu’il ne glisse pas pendant
l’essai. Le collier doit être suffisamment grand pour maintenir fermement le diamètre du fil ou
la largeur et l’épaisseur du ruban à tirer de telle sorte qu’il ne bouge pas lors de la traction.
La forme et les dimensions extérieures du collier doivent être optimisées pour lui permettre de
serrer le fil à tirer, mais aussi pour réduire le plus possible le risque de contact et
d’endommagement possible d’autres fils du dispositif destinés à être soumis à l’essai de
traction.
IEC 60749-22-1:2
...

IEC 60749-22-1 ®
Edition 1.0 2025-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods -
Part 22-1: Bond strength - wire bond pull test methods

Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques -
Partie 22-1: Robustesse des contacts soudés - Méthodes d'essais d'arrachement
par traction des contacts soudés par fil
ICS 31.080.01  ISBN 978-2-8327-0861-3

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CONTENTS
FOREWORD . 5
1 Scope . 7
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 8
4 Apparatus and material . 11
4.1 Inspection equipment . 11
4.2 Workholder . 11
4.3 Wire bond pull equipment . 11
4.4 Pulling hook . 11
4.5 Bond pull clamp . 12
5 Procedure . 12
5.1 Calibration . 12
5.2 Visual examination of bonds to be tested after decapsulation . 12
5.2.1 Applicability . 12
5.2.2 Bond pad examination and acceptability criteria for both aluminium and
copper bond pad metallization . 13
5.2.3 Examination and acceptability criteria for Cu and Ag wire and
connections (all bonds) . 13
5.3 Performing the wire bond pull test . 13
5.3.1 Wire bond pull test used . 13
5.3.2 Hook pull method . 13
5.3.3 Clamp pull method of single bond (cut wire) . 21
5.4 Examination of pulled wire bonds . 23
5.5 Wire bond pull failure codes . 24
5.5.1 Tabulation of codes . 24
5.5.2 Defining code 6 versus Code 7 for thermosonic stitch bonds . 31
5.5.3 Discussion on the significance of failure codes. 32
5.6 Wire bond pull data . 33
5.6.1 Recording wire bond pull data . 33
5.6.2 Determining equivalent wire diameter for ribbon bonds . 33
5.6.3 Effective pull force versus the actual force on a bond . 34
6 Summary . 34
Annex A (informative) Guidance for performing pull testing on stacked bonds
(reverse, security and others) . 35
A.1 Reverse bonds . 35
A.2 Security bonds . 37
A.3 Other stacked bonds . 37
Annex B (informative) Guidance for performing decapsulation on devices prior to bond
pull testing . 39
B.1 Rationale . 39
B.2 Warning regarding ultrasonic cleaning of exposed wire bonds . 39
B.3 Concerns with decapsulation processes for devices with copper and silver

wire bonds . 39
B.4 Concern with undercutting bonds due to over etching of the silver plating on
leadframes . 41
B.5 Techniques for assessing if excessive etching of ag plating has occurred . 43
B.6 Concern with decapsulating packages with stitch bonds on multiple planes . 44
B.7 Concern with not removing all encapsulation material around the bonded
wire prior to pull testing . 45
Annex C (informative) Correlation between pull failure codes in this document versus
pull failure codes in Mil-Std 883, Method 2011.9 . 46
Annex D (informative) Images to aid in determining appropriate failure codes . 48
D.1 Ilustration of failure codes . 48
D.2 Failure in deformed portion of wire above thermosonic stitch bond – Code 6 . 49
D.3 Failure in thermosonic stitch bond – Code 7 . 50
D.4 Additional guidance for breaks in thermosonic stitch bonds – Code 6 versus
code 7 . 51
Annex E (informative) Additional guidance regarding minimum pull force specification
values and process control requirements . 55
Annex F (informative) Factors that can affect wire pull outcome . 56
F.1 Important factors . 56
F.2 How bond angle affects pull force . 57
F.3 Pull angle affects pull force and fail mode . 58
Annex G (informative) Background and reasons for choice of minimum pull
specification values . 60
Bibliography . 61

Figure 1 – Definition of midspan . 9
Figure 2 – Depiction of eight outliers, seven of which are outlier products . 10
Figure 3 – Place hook under wire . 14
Figure 4 – Orientation of hook with respect to the wire (viewed from above) . 14
Figure 5 – Hook placement for wire pull test (WPT) for different types of wire bonds . 16
Figure 6 – Wires with low bond angles . 17
Figure 7 – Device with slots to allow for hook placement . 17
Figure 8 – Reverse "shingle" stack . 18
Figure 9 – Vertical stack of die of the same size . 18
Figure 10 – Hook placement for ball pull test (BPT) for different types of wire bonds . 20
Figure 11 – Hook placement for stitch pull test (SPT) for different types of wire bonds . 21
Figure 12 – Examples of acceptable and unacceptable placement of clamp on wire . 22
Figure 13 – Clamp placement for ball pull test . 23
Figure 14 – Clamp placement for stitch pull test. 23
Figure 15 – General description of wire bond pull failure codes for all bond types . 24
Figure 16 – Detailed pull failure codes for standard thermosonically bonded wires . 25
Figure 17 – Detailed pull failure codes for reverse thermosonically bonded wires . 26
Figure 18 – Detailed pull failure codes for die to die thermosonically bonded wires . 27
Figure 19 – Detailed pull failure codes for standard ultrasonically bonded wires . 28
Figure 20 – Detailed pull failure codes for die to die ultrasonically bonded wires . 29
Figure 21 – Detailed pull failure codes for substrate to substrate ultrasonically bonded
wires . 30
Figure 22 – Detailed pull failure codes for multi-loop ultrasonically bonded wires /
ribbons . 31
Figure 23 – Location of breaks in the stitch neckdown region versus in the stitch bond . 32
Figure A.1 – Top view image of reverse bond . 35
Figure A.2 – Side view image of reverse bond . 35
Figure A.3 – Examples of different electrical connections made with reverse bonds . 36
Figure A.4 – The bump of a security bond . 37
Figure A.5 – The ball bond of a security loop . 37
Figure A.6 – Example of another type of stacked bonds. 38
Figure B.1 – Images of copper ball bonds showing severe damage from etching
process . 39
Figure B.2 – Comparison images showing degree of cu attack due to two different
etchants . 40
Figure B.3 – Copper wire stitch bond fully decapsulated using laser ablation . 41
Figure B.4 – Laser ablation damage . 41
Figure B.5 – Drawn, optical and SEM images of break where metallurgical bond begins . 42
Figure B.6 – Undercutting of stitch bond due to excessive etching of silver plating . 42
Figure B.7 – Ag plating removed by the decapsulation process, underlying cu is visible . 43
Figure B.8 – Plated Ag visible in the area around the stitch bonds, cu only visible at
edges . 43
Figure B.9 – Assessing if excessive etching of Ag plating has occurred. 44
Figure B.10 – SEM and optical image examples of a reasonable amount of remaining
encapsulant material for pull testing of very low angle bonds . 45
Figure C.1 – Pull failure code locations for this document and Mil-Std 883, Method
2011.9 . 46
Figure C.2 – Failure code diagram from Mil-Std 883, Method 2011.9 . 47
Figure D.1 – Gold stitch bond (unencapsulated) before and after wire pull testing . 49
Figure D.2 – Examples of break occurring within the neckdown region . 49
Figure D.3 – Copper stich bonds before and after wire pull testing . 50
Figure D.4 – SEM image of a break within the neckdown region of a gold stitch bond . 50
Figure D.5 – Break occurring within gold stitch bonds. 50
Figure D.6 – Break occurring within neckdown region of copper stich bonds . 51
Figure D.7 – SEM images of where the breaks are designated code 7 . 51
Figure D.8 – Gold stitch bond on a Ni/Au plated cu land on an organic substrate . 52
Figure D.9 – Images from construction analysis report of gold stitch bond . 52
Figure D.10 – Stitch bonds made with Pd coated Cu wire on a Ag plated Cu alloy
leadframe . 52
Figure D.11 – Ag splash . 53
Figure D.12 – Gaps between Cu wire and NiPdAu plated leadframe . 53
Figure D.13 – Stitch bond made with Cu wire on a Ag plated Cu alloy leadframe. 54
Figure D.14 – Images from construction analysis report of stitch bond made with Cu
wire on a Ag plated Cu alloy leadframe . 54
Figure F.1 – Force diagram and detailed force equations 5.3.4 and 5.3.5 from NBS
Technical note 726 . 56
Figure F.2 – Pull force versus tension in wire, an example of very low bond angles . 57
Figure F.3 – Various bond angles with respect to their bonding surfaces . 58
Figure F.4 – How pull angle affects tension . 59

Table 1 – Guidance for the minimum diameter of the pulling hook . 12
Table C.1 – Conversion from (new) this document pull codes to (old) Mil-Std 883,
Method 2011.9 . 46
Table D.1 – Failure code illustrations . 48
Table F.1 – Compensation for minimum pull force for various bond angles . 58
Table F.2 – How pull angle Φ affects force applied to each bond . 59

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods -
Part 22-1: Bond strength - Wire bond pull test methods

FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of 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, IEC publishes International Standards, Technical Specifications, Technical Reports,
Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as "IEC Publication(s)"). 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. 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 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 IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence between
any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in the latter.
5) IEC itself does not provide any attestation of conformity. Independent certification bodies provide conformity
assessment services and, in some areas, access to IEC marks of conformity. IEC is not responsible for any
services carried out by independent certification bodies.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) IEC draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). IEC takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent rights in
respect thereof. As of the date of publication of this document, IEC had not received notice of (a) patent(s), which
may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that this may not represent
the latest information, which may be obtained from the patent database available at https://patents.iec.ch. IEC
shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
IEC 60749-22-1 has been prepared by IEC technical committee 47: Semiconductor devices. It
is an International Standard.
This International Standard is to be used in conjunction with IEC 60749-22-2:2025.
This first edition, together with the first edition of IEC 60749-22-2:2025, cancels and replaces
the first edition of IEC 60749-22 published in 2002. It is based on JEDEC document JESD22-
B120. lt is used with permission of the copyright holder, JEDEC Solid State Technology
Association.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous
edition:
a) Major update, including new techniques and use of new materials (e.g. copper wire)
involving a complete rewrite as two separate subparts (this document and IEC 60749-22-2).
The text of this International Standard is based on the following documents:
Draft Report on voting
47/2954/FDIS 47/2975/RVD
Full information on the voting for its approval can be found in the report on voting indicated in
the above table.
The language used for the development of this International Standard is English.
This document was drafted in accordance with ISO/IEC Directives, Part 2, and developed in
accordance with ISO/IEC Directives, Part 1 and ISO/IEC Directives, IEC Supplement, available
at www.iec.ch/members_experts/refdocs. The main document types developed by IEC are
described in greater detail at www.iec.ch/publications.
A list of all parts in the IEC 60749 series, published under the general title Semiconductor
devices - Mechanical and climatic test methods, can be found on the IEC website.
The committee has decided that the contents of this document will remain unchanged until the
stability date indicated on the IEC website under webstore.iec.ch in the data related to the
specific document. At this date, the document will be
– reconfirmed,
– withdrawn, or
– revised.
1 Scope
This part of IEC 60749 provides a means for determining the strength and failure mode of a
wire bonded to, and the corresponding interconnects on, a die or package bonding surface and
can be performed on unencapsulated or decapsulated devices. This test method can be
performed on gold alloy, copper alloy, and silver alloy thermosonic (ball and stitch) bonds made
of wire ranging in diameter from 15 µm to 76 µm (0,000 6" to 0,003"); and on gold alloy, copper
alloy, and aluminium alloy ultrasonic (wedge) bonds made of wire ranging in diameter from
18 µm to 600 µm (0,000 7" to 0,024").
This wire bond pull test method is destructive. It is appropriate for use in process development,
process control, or quality assurance.
This test method allows for two distinct methods of pulling wires:
a) One method incorporates the use of a hook that is placed under the wire and is then pulled.
b) One method requires that after the wire be cut, a clamp is placed on the wire connected to
the bond to be tested, and this clamp is used to pull the wire.
This test method defines three pull tests. The wire pull test (WPT) is appropriate for all bonded
wires. The ball pull test (BPT) and stitch pull test (SPT) are appropriate for thermosonically
bonded wires.
This test method can also be used on the following four applications of thermosonic and
ultrasonic bonds, though each requires special considerations when performing the test
method:
a) Pulling aluminium wires and aluminium ribbons that are bonded with multiple ultrasonic
bonds. See 5.3.2.2.2 for special considerations. Multiloop wires and ribbons are used in
some high-power device packages.
b) Pulling wires of reverse bonds which are also known as "stitch on ball". These types of
bonds can include gold stitch on gold ball, copper stitch on copper ball, and copper stitch
on gold ball. See Clause A.1 in Annex A for additional information.
c) Pulling a thermosonically bonded wire that has a security bond (see 3.9) or security loop
(see 3.19) placed on top of the stitch bond (see 3.3) in order to provide additional strength.
See Clause A.2 for additional information.
d) Pulling thermosonic wire bonds on stacked die when wires or bonds, or both, are not
accessible to allow for proper pull testing. See 5.3.2.2.4 for special considerations
This test method does not include bond strength testing using wire bond shear testing. Wire
bond shear testing is described in IEC 60749-22-2.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies.
For undated references, the latest edition of the referenced document (including any
amendments) applies.
IEC 60749-22-2, Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 22-2:
Bond strength testing - Wire bond shear test methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following
addresses:
– IEC Electropedia: available at https://www.electropedia.org/
– ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
3.1
bond wire
adhesion or welding of a wire (typically gold, aluminium, copper, or silver) to a bonding surface
using a thermosonic or ultrasonic wire bonding process
3.2
ball bond
first bond during the thermosonic (ball) bonding process, in which the end of a small diameter
wire (typically gold, copper, or silver) is bonded to a die bonding surface (typically an aluminium
alloy die pad metallization)
Note 1 to entry: The ball bond includes the enlarged spherical or nail-head portion of the wire that is provided by
the electronic flame-off, the underlying bonding pad, and the metallurgical weld interface between the ball bond and
the bonding pad.
3.3
stitch bond
second bond during the thermosonic (ball) bonding process, in which the wire is typically
bonded to the package bonding surface (e.g. leadframe, substrate, post, etc.)
Note 1 to entry: A stitch bond is also referred to as a crescent bond.
Note 2 to entry: For some unique constructions (e.g. reverse bond), the second bond can be formed on top of a
bump. See also "reverse bond" and "bump".
3.4
wedge bond
attachment of a wire (typically aluminium, copper, or gold) or an aluminium ribbon to a die
bonding surface (typically aluminium pad metallization) or the package bonding surface (usually
a plated leadframe post or finger) using an ultrasonic bonding process
3.5
bonding surface
surface to which the wire is bonded, which can be any one of the following: 1) the die pad
metallization or die surface metallization (e.g., MOSFET), 2) the package surface metallization
(e.g. leadframe, substrate, post), 3) a bump (see also "reverse bond" and "bump"), or 4) a
bonded stitch on die pad/flag or package surface metallization
Note 1 to entry: See also "security bond" and "security loop".
3.6
bonding process
bonding process in which two members are joined through the combined
application of heat, pressure, and an ultrasonic oscillatory lateral motion
3.7
bonding process
bonding process in which two members are joined through the combined
application of pressure and an ultrasonic oscillatory lateral motion
3.8
bonding wire
wire that is bonded to a chip bonding surface in order to electrically connect the chip to any
other point within the device package
3.9
ribbon
wire that is flat (non-round)
Note 1 to entry: Throughout this test method the term "wire" covers both wire and ribbon (wire).
3.10
aluminium wire
aluminium alloy wire in which the aluminium content is typically 98 % or greater
3.11
copper wire
copper alloy wire in which the copper content is typically 99 %, but also includes copper wire
with a very thin coating of palladium or gold and palladium
3.12
gold wire
gold alloy wire in which the gold content is typically 99 % or greater
3.13
silver wire
silver alloy wire in which the silver content is typically greater than 85 % for integrated circuits
(ICs) and greater than 75 % for light emitting diodes (LEDs)
3.14
midspan
location on the bonded wire that is approximately one half of the horizontal distance between
the two bonds
SEE: Figure 1.
Figure 1 – Definition of midspan
3.15
outlier product
product that meets manufacturer specifications and user requirements but exhibits anomalous
characteristics with respect to a normal population and can be subject to a higher-than-normal
level of failures in the user's application
Note 1 to entry: An example of anomalous characteristics with respect to a normal population is depicted by the
histogram in Figure 2.
Note 2 to entry: For purposes of this document, all wire bond pull tests have only a minimum pull value requirement
and no upper limit, thus the upper specification limit (USL) is not applicable.
Note 3 to entry: See also JESD50.

Figure 2 – Depiction of eight outliers, seven of which are outlier products
3.16
reverse bond
thermosonic bond for which the ball is placed on the package bonding surface and the stitch is
placed on a bump on the die
Note 1 to entry: This is also known as "stitch on ball".
3.17
bump
thermosonic ball bond from which the wire has been removed
nd
Note 1 to entry: It can be used as the underlying ball bond for reverse bonds on which the stitch (2 bond) for the
reverse bond is placed, or the ball bond placed on a stitch bond to form a security bond.
3.18
security bond
placing of a bump on top of a stitch bond to improve the mechanical strength of a stitch bond
to withstand the shearing stress between the encapsulation material and the bonding surface
Note 1 to entry: Security bonds are commonly used in surface mount LED (light emitting diode) packages which
use non-filled encapsulants for the lens material that have higher coefficients of thermal expansion than silica filled
encapsulants, and thus exhort higher shear stresses on the stitch bond.
3.19
security loop
security bond from which the wire has not been removed and the wire for the security loop is
attached to the same bonding surface as a stitch bond
3.20
wire bond pull
process in which an instrument pulls on a thermosonic or ultrasonic bonded wire
until failure
3.21
wire bond pull
process in which an instrument pulls on a thermosonic or ultrasonic bonded
wire with a specified load that is below the minimum destructive pull value, such that no
permanent damage or degradation is expected to be imparted on the wire
3.22
wire bond pull force
destructive force required to cause any of the following to occur: the bonded wire
to break; one of the bonds to separate from a bonding surface; or one of the bonding surfaces
to separate from the die, leadframe, or substrate
4 Apparatus and material
4.1 Inspection equipment
An optical microscope system or scanning electron microscope with a minimum of 70X
magnification is required to support the optical assessment of the resulting failure mode, such
as whether the wire break was ductile or brittle or if the bond lifted from the pad, leadframe or
substrate with or without residues on the pad, leadframe or substrate). However, a higher
magnification can be necessary for verifying failure codes 1, 2, 3, 6, 7, 8, and 9 (see 5.5 for a
detailed discussion of failure codes).
4.2 Workholder
The fixture used to hold the device, known as the "workholder", shall prevent any movement of
the device during the wire bond pull testing and shall allow positioning the hook for optimum
force application to the wire.
4.3 Wire bond pull equipment
The apparatus shall consist of equipment for applying a pulling force to the bonding wire as
required in accordance with this test method until failure occurs within the wire, wire bond, or
wire bonding surface. The equipment shall be capable of applying force at a constant rate. The
equipment shall indicate the applied force in SI or English units, or both, and be calibrated over
the full range of the expected values for the specific wire being pulled with an accuracy of ±5 %
of the intended breaking load or ±2,9 mN (± 0,3 gf), whichever is the greater tolerance. The
required range of force values will vary by wire material and wire cross-section.
The pull tester manufacturer's recommended pulling tool travel speed for the wire material being
tested should be used. To verify that the pull speed for a test was in an acceptable range, the
output of the loadcell shall be reviewed to ensure that the strain rate was consistent throughout
the test.
4.4 Pulling hook
The pulling hook should be made of a strong, rigid material that will not deform during pull
testing. The diameter of the wire used to make the hook utilized to apply force to the
interconnect wire shall be large enough and its final shape shall be such to ensure that the
force applied by the hook distributes the pull force through the wire to the bonds and does not
cut through the wire. Table 1 provides the minimum diameter for the pulling hook to ensure the
above requirement.
Table 1 – Guidance for the minimum diameter of the pulling hook
Wire diameter Hook diameter
≤ 50 µm (0,002") Minimum of 2,0x wire diameter
˃ 50 µm (0,002") to ≤ 125 µm (0,005") Minimum of 1,5x wire diameter
˃ 125 µm (0,005") Minimum of 1,0x wire diameter

For ribbon wire, use the equivalent round wire diameter which gives the same cross-sectional
area as the ribbon wire being tested. The flat portion of the hook (horizontal) should be > 1,25x
the equivalent diameter of the ribbon wire being tested.
The hook shall be smooth (no sharp edges) and free of defects and contamination which could
compromise the test results or damage the wire being pulled.
4.5 Bond pull clamp
For the clamp pull tests, the clamp used shall be able to apply enough force to the wire being
pulled to hold it firmly such that it will not slip during the test. The clamp shall be large enough
to firmly hold the diameter of the wire or width and thickness of the ribbon to be pulled such
that it does not move when being pulled. The external shape and dimensions of the clamp shall
be optimized to allow for it to clamp onto the wire to be pulled, but also minimize the chance of
it touching and possibly damaging other wires on the device that are intended to be pull tested.
5 Procedure
5.1 Calibration
Before performing the wire bond pull test, it shall be determined that the equipment has been
calibrated in accordance with the manufacturer's specifications and is presently in calibration.
Recalibration is required if the equipment is moved to another location.
5.2 Visual examination of bonds to be tested after decapsulation
5.2.1 Applicability
In addition to being a manufacturing process monitor, this test method can also be used to
assess bonds of encapsulated devices after soldering operations or after reliability stress
testing. To do this, the encapsulation material should be removed in a manner that does not
significantly degrade the wire, the bond, the bonding interface, or the bonding surface. Bond
pull force values are often lower for bonds that have been decapsulated, and therefore cannot
be compared to values for similar, unencapsulated bonds. If the decapsulation process is well
controlled and repeatable, which is the case for gold wire, then this test method can be used
for lot-to-lot comparison; however, it can be difficult to consistently control the decapsulation
process for copper and silver wires to ensure the accuracy of the results. For copper (Cu) and
silver (Ag) wires, the effectiveness of etch has been seen to vary due to the encapsulation
material and the level of reliability stress testing performed on the samples. See Annex B for
additional information regarding the decapsulation process of devices with Cu and Ag wire
bonds.
Bonds shall also be examined to ensure that enough encapsulation material has been removed
to allow for suitable placement of the pull hook.
5.2.2 Bond pad examination and acceptability criteria for both aluminium and copper
bond pad metallization
If performing wire bond pull testing on a device which has been opened using wet chemical or
dry etch techniques, or both, the bond pads shall be examined to initially ensure that there is
no absence of metallization on the bonding surface area due to chemical etching and then
ensure that wire bonds are attached to the bonding surface. Bonds on aluminium or copper
bond pads with significant chemical attack or absence of metallization shall not be used for wire
bond pull testing.
It is possible that wire bonds on bonding surfaces without degradation from chemical attack will
not be attached to the bonding surface due to other causes (e.g. package stress), however, in
these cases wire bonds are considered valid and shall be included in the pull data as a zero (0)
pull force value.
5.2.3 Examination and acceptability criteria for Cu and Ag wire and connections (all
bonds)
When performing wire bond pull testing on a device with copper or silver wires, the connection
of the bond and wire shall be examined after decapsulation, both before or after the pull test to
ensure that there is no significant loss of metal or other damage due to decapsulation process
that might affect the results of the pull test. The pull result can be excluded for a copper bond
or a copper wire with significant chemical attack or other damage due to the decapsulation
process. Annex B provides additional information to assess what level of damage is acceptable.
5.3 Performing the wire bond pull test
5.3.1 Wire bond pull test used
Multiple wire bond pull tests are described in this document:
– wire pull (hook used to pull wire so that both bonds are stressed),
– ball pull (hook or clamp used to stress mainly the ball bond),
– stitch pull (hook or clamp used to stress mainly the stitch bond), and
– pull of wedge bonds (clamp or hook used to stress either one or both bonds).
Each of the pull tests and their variations are described below.
NOTE Not all bond pull tests give repeatable or reproducible results, as results can be affected by the geometry of
the device and the device decapsulation results (if decapsulation is required). The determination of which wires and
bonds are pulled within a device and by which pull test is determined by the qualification document that references
this test method and will ensure that the pulling of all types of bonds is adequately addressed.
5.3.2 Hook pull method
5.3.2.1 Hook pull requirements and locations
The wire bond pull equipment shall pass all self-diagnostic tests before beginning the test. The
wire bond pull equipment and test area shall be free of excessive vibration or movement.
Examine the pull hook to ensure that the correct hook is used and to verify it is in good condition
and is not bent or damaged (nicks, sharp edges, etc.). Check the pull hook to verify it is in the
up position.
Adjust the workholder to match the device being tested. Position the device so that the bond to
be pulled is located below the pu
...