Produzione di semiconduttori e wire bonding
I semiconduttori sono prodotti mediante uno specifico processo. Una fase è il wire bonding (saldatura di fili) dove gli elettrodi di un circuito integrato sono collegati ai quadri conduttori mediante fili saldati di oro, alluminio e rame. Questi fili possono avere un diametro minimo di 10 µm e richiedono una precisione di saldatura da 2 a 3 µm. Con livello di precisione necessario a saldare i fili s'intende che ogni lieve vibrazione può causare una saldatura non ottimale e quindi può provocare a sua volta un malfunzionamento del dispositivo elettronico.
I produttori ispezionano il wire bonding nei semiconduttori cercando d'individuare difetti come fili disconnessi, scarti nel passo dei fili e separazione, riduzione e spostamento della saldatura. Visto che i semiconduttori sono prodotti in grandi quantità, in genere sono ispezionati da apparecchiature automatizzate a alta velocità che forniscono dei risultati accettare/rifiutare per ogni chip. I semiconduttori che non superano il controllo viene ritirato dalla linea di produzione e analizzati dal dipartimento di controllo qualità mediante un microscopio ottico o digitale.
Problematico quando si ispezionano fili saldati
  | I fili saldati non sono lineari ma formano un circuito, rendendo problematica la loro ispezione con microscopi convenzionali o digitali. Esistono tre principali tipi di problematiche che gli operatori devono gestire. Durante la prima fase dell'ispezione, gli operatori controllano i fili a basso ingrandimento in modo che possano osservare contemporaneamente l'intero filo. Tuttavia la maggior parte degli obiettivi non hanno una risoluzione sufficiente per fornire delle immagini molto nitide, rendendo difficili da individuare alcuni difetti di saldatura. Una seconda problematica è che a causa della forma dei fili, è possibile che risulti difficile mettere a fuoco l'intero filo anche con un basso ingrandimento. Anche se si sta usando un microscopio digitale che assicura un'ottima profondità di campo quando si usano degli obiettivi a alto ingrandimento, a risoluzione è in genere non adeguata per l'analisi di difetti molto piccoli nei fili saldati. Infine, se viene identificato un difetto a un basso ingrandimento, un operatore con microscopio ottico potrebbe dover passare a un microscopio a alto ingrandimento o cambiare l'obiettivo per effettuare un'osservazione più approfondita, tuttavia questo passaggio necessita tempo visto che l'area d'interesse ha bisogno di essere riacquisita. Se l'operatore usa un microscopio digitale, la procedura per passare a un ingrandimento superiore dipende dal sistema. Alcuni microscopi digitali possiedono solo un obiettivo con un ingrandimento. In questo caso, l'obiettivo a basso ingrandimento deve essere rimosso dal corpo del microscopio e sostituito con un altro. |
Vantaggi dell'ispezione di fili saldati mediante il microscopio digitale DSX1000
Il microscopio DSX1000 offre delle funzioni che permettono di risolvere ognuna delle problematiche di ispezione trattate precedentemente. Gli obiettivi del microscopio si avvalgono della tecnologia ottica avanzata Olympus per garantire un'eccellente profondità di campo e un'alta risoluzione, anche con un alto ingrandimento. Questa funzione facilita l'individuazione dei difetti più piccoli avendo a fuoco l'intero filo. Inoltre se si richiede una maggiore profondità di campo specifica dell'obiettivo, la funzione di Incremento della profondità di campo permette di aumentare la profondità focale con la pressione di un pulsante.
In aggiunta il microscopio semplifica il passaggio da un basso a un alto ingrandimento. Gli obiettivi a rapida sostituzione scorrono all'interno e all'esterno del corpo del microscopio, pertanto il cambio degli obiettivi risulta facile e veloce. Inoltre, visto che la posizione dell'obiettivo è fissa, non è necessario perdere tempo nel riacquisire l'area di interesse.
Serie SXLOB |
Pulsante funzione Incremento della profondità di campo |
Serie XLOB |
Obiettivo a rapida sostituzione |
Immagini
Immagine osservata a un basso ingrandimento (150X)
L'immagine mostra chiaramente l'intera sezione dove le placche sono saldate durante il wire bonding.
Immagine osservata a un alto ingrandimento (560X)
L'immagine mostra chiaramente il filo in oro saldato alla placca.
Viene illustrata un'immagine 3D di un profilo in una posizione casuale, in modo da poter effettuare una misura 3D.
