德国米铱传感器

行业新闻 产品信息 技术应用

先进的半导体封装–精确的3D检查和测量

半导体封装行业不断发展,新设计增加了更多的层,更精细的功能和更多的I / O通道,以实现更快的连接,更高的带宽和更低的功耗。随着封装技术的发展,制造商已经采用了旧的工艺,并采用了新的工艺将芯片相互连接并与外界连接。这些新流程通常使用类似前端的工具和技术来执行后端任务,从而模糊了传统上两端之间的明显区分。这种重叠的区域被称为中端,并且其日益重要的地位引起了对专用的高精度测量和检查功能的日益增长的需求,以检测缺陷并改善过程控制。

高级包装

先进的包装技术正在迅速发展,并且在不同的应用中使用了许多不同的过程。通常,所有人都希望在一个封装中集成更多的功能和功能,这些封装使用更少的空间并具有更多,更短,更快的连接路径。多数使用某种形式的垂直集成,将芯片堆叠在彼此之上或在经过特殊设计的基板上。垂直连接通常使用在芯片表面上方延伸的凸块或支柱进行。由于这些过程使用已知的良好管芯,因此失败的成本很高。当用户的健康和安全受到威胁时,故障的成本甚至会更高,例如在辅助驾驶或自动驾驶汽车的汽车应用中。

相移轮廓仪

相移轮廓仪(PSP)使用结构光来测量三维(3D)对象。它在物体上投射条纹图案,并寻找从投影角度角度观察不同高度的表面时出现的图案偏移。投影图案的强度在整个条纹上呈正弦变化,从而可以非常精确地测量波形相位的偏移。

相移轮廓仪可提供无与伦比的速度和准确性,可实现的数据速率超过每秒1亿个3D点,分辨率可横向扩展至1.5μm,垂直扩展至25nm。重要的是,对于诸如半导体封装之类的应用而言,有价值的生产能力至关重要,PSP可以单次执行2D和3D测量。电子制造商使用表面贴装技术(SMT)组装印刷电路板(PCB),广泛用于3D自动光学检查(AOI)。它也可用于PCB制造商的焊膏检查(SPI)以及通常由坐标测量机(CMM)在各种其他工业应用中执行的尺寸测量。PSP测量非常准确,比其他方法可以快几个数量级。

但是,传统的PSP测量可能会受到半导体应用某些方面的挑战。像镜子一样有光泽的表面可能会产生闪光,使相机饱和或将光线完全从相机中引导出来,并在表面的高度和倾斜度之间产生歧义。发光表面之间的多次镜面反射会导致高度测量不正确。密集包装的组件,尤其是较高的组件附近的短组件,可能会遮挡相邻区域的可见性。具有各种反射率的各种特征和材料需要在分析中进行特殊处理。最后,该系统必须足够快,以每小时25个或更多晶圆的生产速度检查100%的晶圆表面。
多重反射抑制

CyberOptics MRS传感器解决了这些挑战。MRS传感器使用单个垂直放置的条纹投影仪,用于2D测量的同轴摄像头,以及围绕投影仪偏轴排列的多个摄像头,以从不同的角度捕获3D测量的图像。数字条纹投影仪可以在一定频率和方向范围内投影图像。该传感器使用不同频率的条纹图案和复杂的“相位展开”例程,以在垂直测量中实现高分辨率和扩展范围。一台投影仪和多台摄像机的使用可实现并行数据收集和前所未有的3D测量速度。多个视图还确保相邻的高大特征都不会遮盖任何表面。

发光表面之间的多次反射会导致PSP测量错误。这些杂散反射在不同的相机和不同的条纹频率下将呈现不同的外观。当条纹间距与发亮特征之间的物理间距相同数量级时,反射可以在相位计算中相干地相加。在较高的条纹频率下(条纹间隔更近),相同的反射可能会降低条纹对比度,但不会影响相位计算。MRS传感器的一个关键属性是其通过比较从不同视角和不同条纹频率获得的图像信息来抑制这些测量误差的能力。

上面的文章摘自Cyberoptic技术和业务发展副总裁Tim Skunes撰写的白皮书。填充纸可供下载

有关更多信息:www.cyberoptics.com