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Inspeção de fios de ligação com microscópio digital


Semiconductor Manufacturing and Wire Bonding

Fabricação de semicondutores e fios de ligação

Os semicondutores são fabricados usando um processo preciso. Uma etapa é a ligação do fio em que os eletrodos de um circuito integrado são conectados a estruturas de eletrodos usando fios soldados de cobre, alumínio e ouro. Esses fios podem ter apenas 10 µm de diâmetro e exigem soldas com precisão de 2 a 3 µm. O nível de precisão necessário para soldar os fios quer dizer que pequenas vibrações podem causar má ligação, o que, por sua vez, podem fazer com que o dispositivo eletrônico falhe.

Os fabricantes inspecionam os fios de ligação de semicondutores em busca de falhas, como fios desconectados, mudanças no passo do fio, separação ou descascamento da ligação e migração. Como os semicondutores são fabricados em grandes quantidades, eles normalmente são inspecionados por equipamentos automatizados de alta velocidade que fornecem um resultado “aprovado/reprovado” para cada chip. Os semicondutores defeituosos são retirados da linha de produção e examinados detalhadamente pelo departamento de controle de qualidade com microscópio digital ou de luz.

Desafios da inspeção de fios de ligação

microscopelens

Os fios de ligação estão em círculo e não em linha reta, fazendo com que sejam inspecionados com microscópios convencionais ou digitais. Os inspetores enfrentam três desafios. Durante a primeira fase da inspeção, os usuários verificam os fios sob baixa ampliação para observar o fio completo de uma única vez. Porém, a maioria das objetivas de baixa ampliação não possuem a resolução necessária para fornecer imagens muito nítidas, dificultando a identificação de alguns tipos de falhas de ligação.

O segundo desafio é que, devido à forma dos fios, pode ser difícil focar todo o fio, mesmo sob baixa ampliação. Mesmo que se utilize um microscópio digital que oferece boa profundidade de foco com lentes de alta ampliação, a resolução geralmente não é adequada para analisar falhas muito pequenas nos fios de ligação.

Finalmente, se um problema for identificado sob baixa ampliação, um inspetor que utiliza um microscópio óptico pode ter que usar um microscópio de alta ampliação ou mudar as lentes para efetuar uma observação mais detalhada, mas essa mudança leva tempo, pois a área de interesse precisa ser readquirida. Se o inspetor estiver usando um microscópio digital, o procedimento para aumentar a ampliação depende do sistema. Alguns microscópios digitais possuem apenas uma lente objetiva de zoom. Neste caso, a lente de baixa ampliação precisa ser removida da estativa do microscópio e substituída por uma outra.

Vantagens do microscópio digital DSX1000 para a inspeção de fios de ligação

O microscópio DSX1000 possui recursos que encaram todos os desafios de inspeção discutidos acima. As lentes do microscópio usam a avançada tecnologia óptica da Olympus que fornece excelente profundidade de foco e alta resolução, mesmo sob alta ampliação. Esse recurso facilita a identificação de pequenos defeitos e mantém todo o fio dentro do foco. Caso precise de maior profundidade de foco que a das objetivas, a função Profundidade do foco permite aumentar a profundidade focal com o toque de um botão.

O microscópio também facilita a mudança de baixa para alta ampliação. A substituição das lentes na estativa do microscópio é simples por causa do encaixe simplificado. Como a posição da lente permanece fixa, não é preciso gastar tempo para procurar novamente a área de interesse.

SXLOB series objectives

Série SXLOB

Depth of focus up button

Botão para aumentar a profundidade do foco

XLOB series objectives

Série XLOB

Quick-change lenses

Agilidade na troca das lentes

Imagens

Imagem observada em baixa ampliação (150X)

clearly shows the entire section where the pads are soldered during wire bonding
Esta imagem mostra com nitidez toda a seção onde as pastilhas são soldadas no fio de ligação.

Imagem observada em alta ampliação (560X)

clearly shows the gold wire bonded to the pad
A imagem mostra nitidamente o fio de ouro ligado à pastilha.

A profile of an arbitrary position Perfil de uma posição arbitrária exibida em uma imagem tridimensional, permitindo a realização de medições 3D.

Olympus IMS
ProductsUsedApplications

Imagens melhores, resultados mais precisos. Os microscópios digitais DSX1000 permitem uma análise de falhas mais rápida com precisão* e repetibilidade.

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