创新的引线键合检测

作者:VISCOM

引线键合检测技术正在发生变革。Viscom正在开发一个3D引线键合检测系统,该系统专为满足引线键合的挑战要求而设计。新系统的特点是大幅改进了传感器、高图像分辨率和快速图像数据处理,并且能够进行3D测量,检测细至20 μm的键合引线。

越来越细的引线、更窄的间隙和更高性能的粗引线的更多应用是当前的趋势之一。与此同时,对稳健且无缺陷键合的需求也在增加,例如汽车行业的辅助系统和5G移动通信的射频模块。诸如此类复杂且涉及安全的应用需要极其可靠的检测方法。

单独的电气测试不足以检测键合粘合的完整性,也不足以检测多个引线键合的缺失引线。此外,现有的2D引线键合检测系统存在缺乏高度信息的缺点。这意味着对于最小距离、引线长度、环形和楔形的实际高度无法进行定量检测。

3D引线键合检测系统的一种新方法

SMT领域的3D测量技术仅对引线键合检测具有有限的适用性,高反射和弧形键合引线不能可靠地检测。尤其是细引线,在使用这种技术进行检测时,不会提供任何合适的3D信息。因此,测量通常仅限于直径为300 μm或以上的粗键合引线。

Viscom正在开发一种3D引线键合检测方法,该方法专为满足引线键合的挑战要求而设计。除了用于SMT领域的3D AOI技术外,还有三个主要方面使新程序与众不同:

特殊的照明系统:圆顶照明系统具有许多不同的反射光和暗场照明光源。通过组合这些不同的照明光源,这种新方法有助于测量高反射表面的键合引线的个性特性,从而可靠地检测细至15 μm的键合引线。

独特的摄像系统:新的3D引线键合检测系统的另一个令人印象深刻的特点是,使用了Viscom公司开发的摄像系统。该摄像系统的特点是其显著较高的数据传输速率和2 500万像素的图像分辨率。增强的图像质量降低了误报率,方便了缺陷的确认。

独特的3D测量方法:对于3D测量,在很短的时间内生成大量不同的高分辨率2D图像。3D高度信息是从这个图像堆栈中提取出来的。图形处理器(GPU)和主处理器(CPU)用于并行执行计算,以确保高速图像处理。这使得在生产线上进行在线检测成为可能,即使在进行3D检测时也是如此。

新的3D引线键合检测系统适用于所有标准键合程序,包括球楔、楔楔和安全性键合;铝、铜、银、金等金属的各种材料和合金,无论是带状、粗引线还是细引线。该测量方法包括检测键合位置、引线路径、芯片和元件位置。引线键合检查系统包括一个离线编程站,该编程站可用于离线创建和优化检测程序,而不妨碍在线检测。

3D技术检测工艺偏差

Viscom公司正在为新的3D引线键合检测系统配备一个等级分类站(验证站),可以用来评估缺陷。使用统计过程控制(SPC),对缺陷进行系统分析,可以结合过滤器功能来进行你自己的统计评估,例如定义过程控制限制。等级分类站具有在线趋势分析功能,也可用于记录处理结果。

自动缺陷分析提供了系统的过程监控,可检测缺陷最频繁出现的时间和地点,包括:

*结构元件缺陷:如芯片损坏和位置偏差;导电胶过量或缺失

*球、楔缺陷:如球过大、过小或缺球、球的位置或楔块形状不正确,以及翘起

*引线缺陷:如引线走向;引线缺失、断裂、弯曲或挤压;或引线距离不正确

缺陷分析可以用来识别系统的过程偏差。例如,可以检查键合周围的区域是否受到污染。如果发现异常,就可以得出结论,键合下也存在污染。可检测到的其他工艺偏差包括:键合工具更换后键合位置的变化、键合工具磨损导致的楔块光学变化以及不同键合机设置导致的环形变化。

3D测量进一步降低了误报率

3D测量也使得有史以来第一次能够测量引线环形的实际高度,例如,检测引线到外壳的最小距离。还可以测量楔块高度,并且可以可靠地检测引线长度。确定测量的高度信息并与标称值进行比较。这些优点对安装在狭窄空间中的电路尤为重要。另一个积极的方面是,晶圆压痕深度现在可以完全纳入到带状键合质量的检测中。

以上提到的所有3D检测也可以作为2D检测的补充,使得每个检测层都能保持较高的横向分辨率。2D和3D检测的巧妙结合,即使是复杂的组件也能可靠地进行检测,而且误报次数更少,检测时间更快。

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