把芯片封装焊点的高度给测量出来,凯视迈那台三合一精测显微镜在这个应用上确实挺有料的。

把芯片封装焊点的高度给测量出来,凯视迈那台三合一精测显微镜在这个应用上确实挺有料的。半导体封装现在越来越往高密度、微间距和三维堆叠走,焊点是越变越小了,想要把它们的高度测准真不是件容易事。不管是倒装芯片上的微凸块,还是BGA封装里的焊球阵列,这些地方的高度一致性直接关系到电能不能连得上、能不能散热、还有能不能长期稳定干活。怎么在做研发和生产的时候,又不接触样品又能把三维形貌测出来,而且还得精度高、能重复,这成了工艺控制的关键。 以前传统的光学显微镜只能看个平面,压根弄不清高度数据。那种接触式的轮廓仪倒是能测高,但容易把焊点搞坏,效率也低得很。激光共聚焦显微镜虽然给微结构三维测量带来了希望,但碰到高反光的表面或者材质复杂的情况(比如铜和锡银合金),很容易因为信号饱和或者乱反射出问题。另外封装基板本身会翘曲变形,得在一个大视野里快速找到焊点位置并测出高度,这对设备的视野范围和速度都提出了高要求。 凯视迈推出的KC-X3000系列就挺给力的,它的核心原理是光谱共焦技术。这个技术用的是那种宽光谱的光,通过镜头打在样品上,不同波长的光对应不同的焦平面位置。只要做个光谱分析就能把高度信息解析出来。这招不管样品是金属的还是透明的都不怕信号饱和或散射的影响。KC-X3000的重复精度能达到12纳米,线性误差控制在30纳米以内,完全能满足现在先进封装对微米级焊点的要求。 它的测量范围覆盖了从±50微米到±5000微米的各种量程,用户可以根据焊点大小选合适的镜头来用。为了省时间效率高,设备里面配了全局导航相机,能在180×120毫米的大视野里快速定位目标区域。再加上XY位移台的精密驱动,大范围拼接也没问题。镜头和激光头是齐焦设计的,切换模式自动对焦速度比传统手动的快三倍多。 具体操作起来挺方便的自动化程度很高。把样品放在载物台上后,通过导航相机选中要测的区域,系统就会自己一个个点去扫描并把三维点云建好。凯视迈新开发的图像分析软件能直接从模型里拿出每个焊点的顶点高度,算出最大值、平均值还有共面性指标。 这个软件的轮廓测量功能可以把单个焊点切开看剖面,看看球形的曲率和基板之间的高度差有多大。如果是有异常的焊点或者底部填充溢出的地方体积面积测量模块能帮你算凸起或空洞的体积数焊接质量好不好。平面测量工具还能拿来做多区域的高度对比以第一个点为标准找异常点最后生成带数据和图表的报告。 更厉害的是它还支持多台PC一起分析数据扫描完后多线程处理数据能大大加快产线抽检或者研发样品的效率。 拿BGA封装来说KC-X3000能给几百个焊球做三维扫描输出个热图直接看哪里最不平给工艺调整找依据。 倒装芯片上的铜柱微凸块微米级别的高低差也能用它测出来配合粗糙度分析功能看看顶平不平保证接触可靠。 晶圆级封装里再分布层(RDL)上的焊点也能用它的高精度给测出来。 芯片工艺一直在变对微观尺寸的要求也越来越高而凯视迈KC-X3000靠着光谱共焦技术带来的材质适应力还有亚纳米级的精度还有高效的数据分析能力给半导体封装提供了不错的国产设备。 它那个“形貌扫描+超景深观察+融合测量”的设计既适合研发阶段的深度分析也能应付产线快速检测正慢慢变成质量管控的重要帮手。