Fabrication de semi-conducteurs et microcâblage
Les semi-conducteurs sont fabriqués selon un processus précis. Parmi les étapes de ce processus, on compte le microcâblage, opération par laquelle on connecte les électrodes d’un circuit intégré à des grilles de connexion en y soudant des fils d’or, d’aluminium et de cuivre. Les fils peuvent avoir un diamètre aussi petit que 10 µm et nécessitent un haut niveau de précision de soudure, entre 2 et 3 µm. Puisque ce niveau de précision est nécessaire pour souder des fils, on peut comprendre que de très petites vibrations peuvent provoquer une mauvaise connexion, ce qui peut entraîner la défaillance de l’appareil électronique.
Les fabricants inspectent le microcâblage des semi-conducteurs pour voir s’il présente des défauts, notamment des fils déconnectés, des écarts de pas de fils, une séparation de fils, de l’écaillage et des migrations. Les semi-conducteurs étant fabriqués en grande quantité, ils sont généralement inspectés par des équipements automatisés à grande vitesse qui fournissent un résultat de type « accepté/rejeté » pour chaque puce. Les semi-conducteurs défaillants sont retirés de la ligne de production et examinés en détail par le service du contrôle de la qualité à l’aide d’un microscope optique ou numérique.
Difficultés liées à l’inspection de fils de connexion
  | Les fils connectés forment une boucle plutôt qu’une ligne droite, ce qui complique leur inspection avec des microscopes classiques ou numériques. Les inspecteurs sont confrontés à trois principales difficultés. Au cours de la première phase de l’inspection, ils vérifient chacun des fils sous un faible grossissement afin de pouvoir observer l’ensemble du fil d’un seul coup d’œil. Cependant, la plupart des objectifs à faible grossissement ne disposent pas de la résolution nécessaire pour produire des images très nettes, ce qui rend difficile la détection de certains types de défaillances de microcâblage. Une deuxième difficulté est qu’en raison de la forme des fils, il peut être ardu d’obtenir une bonne mise au point sur l’ensemble du fil, même sous un faible grossissement. En effet, même si l’inspecteur utilise un microscope numérique qui offre une bonne profondeur de champ lorsqu’on y installe des objectifs à fort grossissement, la résolution n’est généralement pas suffisante pour l’analyse de très petits défauts sur les fils de connexion. Enfin, si l’inspecteur utilise un microscope optique et trouve un problème en utilisant un faible grossissement, il pourrait devoir passer à un microscope à fort grossissement ou changer d’objectif pour effectuer une observation plus détaillée, mais ce changement prend du temps, car il faut retrouver la zone d’intérêt. Si l’inspecteur utilise un microscope numérique, la procédure permettant de passer à un grossissement supérieur dépend du système. Certains microscopes numériques disposent d’un seul objectif zoom. Dans ce cas, l’objectif à faible grossissement doit être retiré du corps du microscope et un nouvel objectif doit être mis en place. |
Avantages de l’inspection de fils de connexion au moyen du microscope numérique DSX1000
Le microscope DSX1000 comporte des caractéristiques qui viennent résoudre chacune des difficultés d’inspection mentionnées plus haut. Les objectifs du microscope utilisent la technologie optique perfectionnée d’Olympus pour offrir à la fois une excellente profondeur de champ et une haute résolution, même sous un fort grossissement. Ces caractéristiques facilitent la détection des petits défauts et permettent la mise au point sur la totalité du fil. Et si vous avez besoin d’une profondeur de champ encore plus grande que ce qu’offrent les objectifs, vous pouvez activer la fonction d’augmentation de la profondeur de champ du microscope à la simple pression d’un bouton.
Ce microscope simplifie aussi le passage d’un faible grossissement à un fort grossissement, et vice versa. En effet, puisque les objectifs à changement rapide s’insèrent et se retirent du corps du microscope par glissement, ils sont facilement et rapidement interchangeables. Et puisque la position de l’objectif reste fixe, on ne perd pas de temps à retrouver la zone d’intérêt.
Série SXLOB |
Bouton d’augmentation de la profondeur de champ |
Série XLOB |
Objectifs à changement rapide |
Images
Image observée sous un faible grossissement (x150)
Cette image montre clairement la section entière où les pastilles et les fils sont soudés pendant le microcâblage.
Image observée sous un grossissement élevé (x560)
Cette image montre clairement le fil doré soudé à la pastille.
Un profil de microcâblage (positionnement arbitraire) s’affiche sur une image 3D, ce qui vous permet d’effectuer une mesure 3D.
