淺談飛納電鏡能譜一體機在半導體封裝

引線鍵合工藝中的應用

隨著移動電子產品越來越精細，芯片封裝要求也越來越高，這也迫使工廠在做檢測時需要用放大倍數更大，景深更好的設備來控制生產中的工藝，傳統光鏡的放大倍數已經無法滿足當前半導體封裝尺寸越來越小的要求。飛納臺式掃描電鏡以高亮度，高分辨率，高放大倍數的“三高”特點成為半導體封裝行業的得力助手。

引線鍵合工藝簡介

引線鍵合（Wire Bonding ）是一種使用細金屬線，利用熱、壓力、超聲波能量使金屬引線與基板焊盤緊密焊合，實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，引線和基板間會發生電子共享或原子的相互擴散，從而使兩種金屬間實現原子量級上的鍵合。

通常使用的細金屬線為高純度的金線（Au） 、銅線（Cu）或鋁線（Al）。更通俗的講就是將Pad和引線通過焊接的方法連接起來。Pad 是芯片上電路的外接點。封裝工藝中，引線焊接也被認為是zui關鍵的工藝，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推拉力、金線弧高、金球厚度、彈坑測試和 IMC 測試等等，其中金線焊接點的觀察和表面臟污觀察在改善制程控制品質方面尤其重要。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，以及具有光學顯微鏡*的超高景深以及配套的能譜，能譜可以進行元素定性半定量。

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

同時飛納電鏡能譜一體機對工作環境無特殊要求，使用的簡便和六硼化鈰燈絲的穩定性，也滿足了工廠率的要求。

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

       圖2  Phenom看金線形貌                                                               圖3  Phenom看魚尾紋形貌