Fabricación de semiconductores y uniones por hilos metálicos
Los semiconductores son fabricados conforme a un proceso preciso. La primera etapa es la unión por hilos metálicos, en donde los electrodos, dentro de un circuito integrado, se conectan a bastidores de conductores mediante soldaduras de hilos de oro, aluminio y cobre. Estos hilos metálicos pueden presentar un diámetro pequeño como de 10 µm y requieren una pequeña soldadura precisa de entre 2 a 3 µm. El nivel de precisión necesario para soldar los hilos metálicos implica que pequeñas vibraciones pueden causar poca adherencia, generando a su vez fallas en el dispositivo electrónico.
Los fabricantes inspeccionan uniones por hilos metálicos en semiconductores para identificar fallas, como hilos metálicos desconectados, desviación de la inclinación del hilo metálico, desprendimiento o descascaramiento y migración (movimiento). Debido a que los semiconductores son fabricados en grandes cantidades, estos son inspeccionados con equipos automatizados de alta velocidad que proporcionan resultados a razón de aceptación/rechazo para cada chip. Los semiconductores que fallan son retirados de la línea de inspección. A continuación, el departamento de control de calidad se encarga de ejecutar exámenes de control calidad con mayor profundidad usando un microscopio óptico o digital.
Desafíos al inspeccionar hilos metálicos unidos
  | Los hilos metálicos unidos presentan una curva en lugar de ser rectos, planteando así desafíos para su inspección con microscopios convencionales o digitales. Existen tres problemas principales a los cuales se enfrentan los inspectores. Durante la primera fase de inspección, los usuarios verifican los hilos metálicos aplicando una magnificación baja para poder observar el hilo completo al mismo tiempo. Sin embargo, la mayoría de los objetivos de baja magnificación carecen de la resolución necesaria para proporcionar imágenes muy nítidas, dificultando así la identificación de fallas de adherencia/unión. Como segundo desafío se agrega la complejidad de aplicar el enfoque en todo el hilo metálico, debido a la diversidad de formas, incluso usando una magnificación baja. Aunque se use un microscopio digital que ofrezca una buena profundidad de foco, las lentes de alta magnificación, por lo general, no proporcionan una resolución adecuada para analizar pequeñas fallas en los hilos metálicos unidos. Por último, si se identifica un problema asociado a la baja magnificación, puede que el inspector con un microscopio óptico deba cambiarlo por uno de magnificación o aplicar lentes que permitirán observar más detalles; pero, este cambio da lugar a una nueva adquisición del área de interés que consume tiempo. Si el inspector usa un microscopio digital, el procedimiento para cambiar a una magnificación más elevada depende del sistema. Algunos microscopios digitales solo tienen una lente de aumento (zoom) para el objetivo. En este caso, la lente de baja magnificación necesita ser retirada desde el cuerpo del microscopio e instalar una nueva. |
Ventajas del microscopio digital DSX1000 al inspeccionar hilos metálicos unidos/adheridos
El microscopio DSX1000 ofrece características que resuelven cada uno de los problemas expuestos previamente. Las lentes de este microscopio se dotan de la tecnología avanzada de Olympus para proporcionar una excelente profundidad de foco y alta resolución, incluso con una alta magnificación. Esta característica facilita la identificación de defectos más pequeños, mientras enfoca todo el hilo metálico. Si se requiere una profundidad de enfoque aún más elevada de la que pueden proporcionar los objetivos, la función de Profundidad de foco le permitirá incrementarla con tan solo pulsar un botón.
El microscopio también simplifica el intercambio entre una baja y alta magnificación. Las lentes de cambio rápido pueden ser introducidas y retiradas del cuerpo del microscopio haciendo que esta operación sea más rápida y fácil. Asimismo, debido a la posición de la lente permanece fija, no es necesario emplear tiempo en una nueva adquisición del área de su interés.
Serie SXLOB |
Botón de la función «Profundidad de foco» |
Serie XLOB |
Lentes de cambio rápido |
Imágenes
Imagen observada con una baja magnificación (150X)
Esta imagen muestra claramente la zona completa donde las almohadillas han sido soldadas usando la unión por hilo.
Imagen observada con una alta magnificación (560X)
Imagen que muestra claramente hilos de oro soldados a la almohadilla
Perfil de una posición arbitraria, mostrada en una imagen 3D, para efectuar una medición 3D.
