精选案例 | 键合线测量

引线键合（Wire Bonding）是使用金线、银线或铜线等金属线，将半导体裸芯片（Die）焊区与封装基板上的金属布线焊区连接，并利用热能、超声波能量和压力使得金属线两端与焊区紧密焊合，从而实现封装芯片的电气连接。虽然引线键合工艺是在20世纪50年代发展起来，但因其较低的成本和高可靠性，在当今市场上仍有75%至80%的封装类型采用该工艺，例如闪存和某些新型的传感器。

在一个典型引线键合工艺流程中，首先将裸芯片附着在基板上。然后使用引线键合机金属线送入细管中。通过加热使得金属线的末端形成一个球状，并利用超声波能量或者压力将焊球焊接至焊区。然后系统提升细管，并定位至引线框焊区，使用相同工艺完成金属线尾端与引线框焊区焊接。系统切断并提升系统细管后，一条金属线的引线键合工艺完成。

键合工艺完成后，需要借助光学检测技术确认金属引线的键合效果，包括线高、线共面度和焊接缺陷等。键合线的测量需面对金属线反光，线细（通常为20-40微米），以及测量精度要求高等挑战。
 

一、测量需求

1.键合线高与共面度

2.键合线焊接缺陷

二、测量步骤

1.固定样品至FocalStation测量台，并进行机械原点归位；

2.在FS软件中设置扫描参数，开始扫描并等待任务完成；

3.数据预处理，包含校平、光学降噪等；

4.分析与报告；

三、焊接缺陷

利用3D视图对测量点云数据进行显示，可以直接查看键合线首尾部位的焊接效果，判断是否存在焊接缺陷。同时，还可以旋转视图查看键合线的整体状态，判断是否存在乱线、断线等缺陷。

 
图1. 3D视图查看键合线焊接缺陷
 
图2.键合线3D视图

四、线高与共面度

利用2D截面和台阶分析工具，可以对键合线的线高进行分析，并整体评价键合线的共面度。测量结果可反馈工艺部门，供键合工艺参数调整。
 

图3. 键合线高和共面度计算