引线键合检测

球焊与焊盘对中，由 DSX2000 数码显微镜成像。

面临的挑战

球形键合必须满足严格的尺寸、形状和焊盘居中公差要求。若环形高度或引线弯曲角度不正确，可能会导致引线与芯片边缘短路，或在封装过程中受损。

解决方案

通过测量焊球直径、焊盘居中度、环高和引线弯曲度，直接在已进行引线键合的器件上评估键合质量。STM7测量显微镜支持精确的三轴测量。DSX2000数字显微镜则增加了2D和3D测量功能，其景深可将整个引线环尽收眼底，21X至7,300X的放大倍率范围使该系统能够同时满足宏观到微观的检测需求。

使用LEXT OLS5500 3D光学轮廓仪拍摄的集成电路焊球3D图像。

面临的挑战

倒装芯片以面朝下的方式进行键合，导致焊球被硅片遮挡。键合前必须检查焊球高度和共面度，而键合后的检测则需要对选定的埋入式特征进行无损观察。

解决方案

在键合前，LEXT™ OLS5500 3D 光学轮廓仪可在不接触样品的情况下测量焊球的高度和共面性。 通过设定高度参考平面，可一次性测量视野内的所有焊球，因此约10秒即可完成对20 µm焊球全视野的采集。¹ 键合完成后，经过红外观察配置的MX63晶圆检测显微镜利用近红外成像技术，可穿透厚度达1.2 mm的硅片，无需切片即可观察选定的埋入式特征。

¹基于 Evident 的内部测量。

使用 LEXT OLS5500 3D 光学轮廓仪对裸半导体晶圆上的激光标记进行 3D 成像。

面临的挑战

RDL图案化、凸点形成和金属化工艺均在芯片仍处于晶圆形态时进行。若在后期发现表面缺陷或高度偏差，可能会导致整个晶圆批次面临风险。

我们的解决方案

DSX2000 数字显微镜可在加工开始前检测裸晶圆表面的缺陷和污染物。PRECiV™ 软件中的颗粒检测功能基于拼接图像，并参照预设阈值进行判断；点击检测到的颗粒，载物台会自动移动至该位置以便确认。LEXT™ OLS5500 3D 光学轮廓仪可在图案化后对 RDL 台阶高度和凸点轮廓进行非接触式测量。

通过硅片观察到的电路结构和键合垫，使用BX53M直立显微镜配合红外物镜成像。

面临的挑战

扇出式晶圆级封装将芯片面朝下放置在载体上，然后将其模塑成重组晶圆。模塑过程中的加热和冷却会导致基板翘曲，使芯片偏离原位，从而破坏顶部图案化再分配层的对准。

解决方案

近红外成像技术可在再分配层（RDL）图案化之前，透过载体和硅片定位每个芯片，从而在仍可进行校正时识别位置误差。配置了红外观察功能的MX63显微镜以及配备红外物镜的BX53M直立显微镜，支持对对准情况和电路图案进行透硅检测，其中红外物镜适用于厚度达1.2毫米的硅片。

透过硅片观察到的电路图案和键合垫，由MX63晶圆检测显微镜采用透射红外观察技术成像。

面临的挑战

多个微芯片并排布置在硅中介层上，并通过垂直过孔（TSV）和高密度倒装焊料（RDL）进行连接。单条断开的走线或对齐失准的微凸点都可能导致电气连接中断，从而影响高价值的成品模块。

解决方案

在2.5D封装中，可在组装的不同阶段对中介层走线和微凸点的对准情况进行检测。经过红外检测配置的MX63显微镜可扫描中介层的RDL，以识别短路和断路。在晶片上晶片（CoW）键合后，其红外成像模式可通过芯片进行检测，以验证间距约为20至40 µm的微凸点对准情况。

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使用LEXT OLS5500三维光学轮廓仪拍摄的硅通孔结构三维图像。

面临的挑战

堆叠芯片依赖硅通孔（TSV）来连接多层结构。蚀刻完成后需对通孔深度和轮廓进行验证。背面减薄后，必须评估表面平整度和TSV突出量，而埋入式填充缺陷则需要采用另一种检测方法。

解决方案

LEXT OLS5500 3D光学轮廓仪可对TSV深度、轮廓以及暴露的TSV表面形貌进行非接触式测量。MX63显微镜采用差分干涉对比（DIC）技术，以提高微小表面高度差异的可视性。TSV内部的填充空隙则需要通过声学或X射线检测进行检测。