淺談飛納電鏡能譜一體機在半導體封裝

引線(xiàn)鍵合工藝中的應用

隨著(zhù)移動(dòng)電子產(chǎn)品越來(lái)越精細，芯片封裝要求也越來(lái)越高，這也迫使工廠(chǎng)在做檢測時(shí)需要用放大倍數更大，景深更好的設備來(lái)控制生產(chǎn)中的工藝，傳統光鏡的放大倍數已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當前半導體封裝尺寸越來(lái)越小的要求。飛納臺式掃描電鏡以高亮度，高分辨率，高放大倍數的“三高”特點(diǎn)成為半導體封裝行業(yè)的得力助手。

引線(xiàn)鍵合工藝簡(jiǎn)介

引線(xiàn)鍵合（Wire Bonding ）是一種使用細金屬線(xiàn)，利用熱、壓力、超聲波能量使金屬引線(xiàn)與基板焊盤(pán)緊密焊合，實(shí)現芯片與基板間電氣互連和芯片間信息互通的一種工藝。在理想控制條件下，引線(xiàn)和基板間會(huì )發(fā)生電子共享或原子的相互擴散，從而使兩種金屬間實(shí)現原子量級上的鍵合。

通常使用的細金屬線(xiàn)為高純度的金線(xiàn)（Au） 、銅線(xiàn)（Cu）或鋁線(xiàn)（Al）。更通俗的講就是將Pad和引線(xiàn)通過(guò)焊接的方法連接起來(lái)。Pad 是芯片上電路的外接點(diǎn)。封裝工藝中，引線(xiàn)焊接也被認為是zui關(guān)鍵的工藝，焊接的好壞也決定了芯片導通的情況，通常焊接完畢后需要做例如金線(xiàn)推拉力、金線(xiàn)弧高、金球厚度、彈坑測試和 IMC 測試等等，其中金線(xiàn)焊接點(diǎn)的觀(guān)察和表面臟污觀(guān)察在改善制程控制品質(zhì)方面尤其重要。這就催生出需要放大倍率足夠大，景深足夠好且能夠定性測量元素的儀器——電鏡能譜一體機

圖1. FOL - Wire Bonding引線(xiàn)焊接流程圖

飛納電鏡能譜一體機在 Wired Bonding 工藝中的應用

飛納電鏡能譜一體機zui大可以放大 130,000 倍，分辨率可以達到 10 nm以下，以及具有光學(xué)顯微鏡*的超高景深以及配套的能譜，能譜可以進(jìn)行元素定性半定量。

飛納電鏡能譜一體機在半導體封裝引線(xiàn)鍵合工藝中的主要應用為：可以觀(guān)察金線(xiàn)焊接情況，并可以通過(guò)能譜面掃或者區域掃來(lái)確認焊接區域或者其他區域是否有其他雜質(zhì)，從而達到引線(xiàn)鍵合工藝和其他前段工藝的制程管控目的。

同時(shí)飛納電鏡能譜一體機對工作環(huán)境無(wú)特殊要求，使用的簡(jiǎn)便和六硼化鈰燈絲的穩定性，也滿(mǎn)足了工廠(chǎng)率的要求。

總結，飛納電鏡能譜一體機是半導體封裝工廠(chǎng)引線(xiàn)鍵合工藝品質(zhì)量管控和制程改善非常率的參考工具之一。

       圖2  Phenom看金線(xiàn)形貌                                                               圖3  Phenom看魚(yú)尾紋形貌