Soluciones de microscopios para
la fabricación de semiconductores
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Uniones por hilos metálicos
Un chip IC establece la conexión con dispositivos externos a través de la unión de hilos metálicos. La unión de hilos metálicos es un método de soldadura entre un chip IC y los marcos de conexión. Un hilo metálico es conectado a un marco de conexión y una almohadilla troquelada de un chip IC mediante la combinación de una presión descendente, energía ultrasónica y calor para soldar.
Análisis de las condiciones superficiales de los marcos de conexión
Un chip IC y los conductores internos en los marcos de conexión se conectan mediante la adhesión de hilos metálicos. Las superficies irregulares de los conductores pueden provocar una adhesión defectuosa del hilo metálico, por lo que es importante medir la rugosidad superficial de dichos conductores. Otro desafío es que a medida que la dimensión de los empaques de CI se reducen, los conductores deben ser más delgados.
Solución Olympus
Los microscopios de la serie OLS permiten obtener imágenes de conductores ultrafinos para medir su rugosidad. La rugosidad del marco de conexión se trata por el índice R, y la serie de microscopios OLS cuenta con el parámetro necesario.
 Microscopio de escaneo láser de la serie OLS |  Imagen de microscopio |  Rugosidad del revestimiento |
Notas de aplicación
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Verificación de la ubicación de las esferas trituradas (mashed balls)
Las esferas trituradas (extremos esféricos de los cables de unión) deben ubicarse en cierta área sobre la almohadilla troquelada para poder transferir la señal eléctrica. Si las esferas trituradas se encuentran fuera de la almohadilla, la configuración de la máquina de unión debe ser ajustada. Esto conlleva a que el inspector verifique las posiciones de las esferas trituradas.
Solución Olympus
Los microscopios de medición de la serie STM de Olympus, dotados de alta magnificación, permiten medir las ubicaciones de las esferas trituradas gracias a la alta magnificación.
 Microscopio de medición de la serie STM |  Esfera presionada |  Esfera fuera de una almohadilla |
Notas de aplicación
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Medición de la altura en las curvas de los hilos
Debido a que pueden producirse cortocircuitos si un hilo entra en contacto con un chip IC o empaque IC, es necesario controlar la altura de las curvas formadas por los hilos metálicos. Medir la altura de las curvas no es una tarea fácil ni económica ya que el hilo es demasiado fino y la curva muy pequeña. Por ende, es necesario examinar los hilos metálicos y el chip IC mediante un método sin contacto.
Solución Olympus
Los microscopios de la serie STM de Olympus, gracias a sus lentes de larga distancia de trabajo y alta magnificación (>50X) son capaces de medir de forma precisa la altura de estas curvas. Opciones adicionales como la función de autoenfoque o de navegación de enfoque permiten también incrementar la eficiencia y precisión de la medición.
Microscopio de medición de la serie STM |  Altura de curva en hilo metálico unido |
Notas de aplicación
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Inspección de defectos en uniones de hilos
El ancho en la unión de un hilo metálico es tan fino como de 15 a 30 μm. Hasta un minúsculo defecto en la unión de un hilo podría generar problemas en la transferencia eléctrica de las señales. Por otro lado, estos pequeños defectos son difíciles de detectar mediante una inspección visual común.
Solución Olympus
El microscopio digital DSX1000 permite detectar minúsculos defectos como grietas y rasguños en las uniones de los hilos metálicos.
 Microscopio digital de la serie DSX |  Unión de hilo metálico (75X) |  Unión de hilo metálico (150X) |
Notas de aplicación
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Control de salpicaduras a partir de almohadillas de troquel
Las salpicaduras de soldadura pueden ocurrir durante el proceso de soldadura de las almohadillas de troquel. Si otra almohadilla o un área de conexión entre una esfera y almohadilla es salpicada, esto podría causar un cortocircuito. En dichos casos, se requiere que la configuración ultrasónica sea adaptada para reducir estas salpicaduras.
Un microscopio eléctrico de escaneo (SEM) es usado por lo general para mantener dicho control; pero, aplicar este método requiere tiempo. Por otra parte, también, es difícil detectar salpicaduras con un interferómetro.
Solución Olympus
El microscopio confocal láser OLS5000 de Olympus permite detectar estas salpicaduras a partir de una almohadilla de troquel.
Microscopio de escaneo láser de la serie OLS |  |
Notas de aplicación
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Verificación de vacíos y corrosión en áreas soldadas
La presencia de vacíos y corrosión en una área soldada puede tener efectos negativos en la transmisión eléctrica de la señal; por consiguiente es necesario ejecutar una verificación. Si halla vacíos o corrosión, la fuerza de la soldadura debe ser ajustada.
Para esta inspección, se usa por lo general un microscopio electrónico de escaneo (SEM); pero, este método requiere mucho tiempo.
Solución Olympus
El microscopio confocal láser OLS5000 puede capturar una imagen con 9,000X de magnificación, lo que permite una rápida observación de secciones transversales en áreas soldadas.
Microscopio de escaneo láser de la serie OLS |  Vacíos en un área soldada |
Notas de aplicación
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Inspección con el método de luz infrarroja (IR)
Un ensamble Flip-Chip es un tipo de chip de circuito integrado (IC, siglas en inglés) con terminales de electrodo en su superficie posterior. Su diseño ayuda a reducir el espacio de montaje en la placa de circuito impreso. El ensamble inadecuado o los patrones IC dañados en un Flip Chip pueden causar disfunciones, e incluso dificultar su propia inspección debido a su inaccesibilidad tras el empaquetamiento.
Solución Olympus
Las capacidades de procesamiento de imágenes IR de los microscopios industriales de la serie BX y MX de Olympus permiten las observaciones internas no destructivas de un Flip Chip después del empaquetamiento gracias a las propiedades de transmisión del silicio. Este método de inspección también es útil en oblea (plaqueta) MEMS.
 Microscopio metalúrgico con método IR de la serie BX |  Microscopio para semiconductores de la serie MX con método IR |  Flip-Chip |
Notas de aplicación
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Microscopio metalúrgico de la serie BX con método IR | Microscopio para semiconductores de la serie MX con método IR |