隨著第五代行動通訊系統(5G)的普及,半導體元件的尺寸更加縮小、積體規模更加擴大,對產品的檢查分析的需求不斷高漲。
在此介紹使用數位顯微鏡觀察案例較多的打線接合的觀察和量測案例。

使用數位顯微鏡觀察、量測打線接合

IC晶片黏著的代表性接合方法

打線接合

一種用金、鋁、銅等細絲對半導體晶片的電極部和導線架、印刷電路板上的導體之間進行連接的方法。

覆晶接合

一種將IC晶片直接連接至印刷電路板的方法,稱為FC-BGA(Flip Chip-BGA)。IC晶片的電極部分形成球柵陣列,與印刷電路板側的電極連接。與打線接合相比,可節省空間。

  • 左:IC晶片
  • 右:倒裝(正面朝下)

打線接合的流程

  1. 1. 使用瓷嘴,這是一種將金線穿到如注射針一樣的圓筒形物體上的工具。用高電壓對引線前端進行火花放電使其變圓,將該部分與想要連結的電極相接合。這稱為Ball Bonding或1st Bonding。接合藉由來自瓷嘴的負載、超聲波以及接合台的熱能進行。

    1. A:金線
    2. B:錫球
    3. C:IC晶片
  2. 2. 1st Bonding結束,在移動至2nd Bonding地點時,連續送出接合線,藉由瓷嘴的動作使接合線形成環形。

  3. 3. 與導線電極連結時,不形成焊球,而是用瓷嘴將引線壓扁進行接合。該接合稱為Stitch Bonding或2nd Bonding。
  4. 4. 關閉引線夾具,夾住金線固定後,提起瓷嘴並切斷引線。

瓷嘴前端部的名稱

1st Bonding
2nd Bonding
  1. A:瓷嘴
  2. B:接合部
  1. A:圓形角
  2. B:斜切
  3. B:倒角直徑
  1. D:面角
  2. E:銲球直徑
  3. F:尖端直徑

用數位顯微鏡觀察、量測打線接合的案例

以下介紹使用KEYENCE的4K數位顯微鏡「VHX系列」進行的打線接合的觀察和量測影像的最新案例。

傾斜觀察引線接合

1000× 同軸落射照明

使用景深合成功能,
即便在高倍率下也能輕鬆對焦。

打線接合的接合部觀察
1000× 同軸落射照明
打線接合的斷裂面觀察

1000× 左:同軸落射照明
右:Optical Shadow Effect Mode影像

使用Optical Shadow Effect Mode,
可以明確觀察到斷裂面的凹凸。

打線接合的斷裂面觀察
1500× 同軸落射照明

1000× Optical Shadow Effect Mode影像

使用Optical Shadow Effect Mode,
可以明確觀察到斷裂面的凹凸。