Điện tử - Bán dẫn

Ứng dụng của SEM trong Kiểm tra hàn dây, hàn chíp (Wire bonding)

Ứng dụng của SEM trong Kiểm tra hàn dây, hàn chíp (Wire bonding)  Trong công nghiệp bán dẫn và vi điện tử, việc sử dụng dây dẫn liên kết siêu mịn của đồng và vàng vẫn là phương pháp được sử dụng rộng rãi để tạo các liên kết trong mô-đun đa chíp với mật độ cao

Một trong những lý do là quy trình hàn dây, hàn chíp được thực hiện tự động có độ tin cậy cao và đem lại năng suất cao. Để đạt được chất lượng cao cần có những yêu cầu về tính đồng nhất trong các đặc điểm của dây dẫn, thành phần hóa học đồng nhất và tính chất cơ học ổn định. Các đặc tính đó của dây có thể bị biến đổi hoặc bị ảnh hưởng bởi tác dụng nhiệt trong quá trình hàn dây dẫn vào miếng đệm dây dẫn. Khu vực dây hàn sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiệt nên sẽ yếu hơn về mặt cơ học và có thể làm biến đổi cấu tạo đường dây và sự ổn định của nó.

 

  • Kỹ thuật SEM cho phép thực hiện nhiều thử nghiệm khác nhau trên các dây dẫn liên kết. Với trường quan sát rộng (Wide Field OpticsTM) cho phép chụp ảnh những mẫu cực lớn chẳng hạn như toàn bộ bó chíp với liên kết dây dẫn ở độ phóng đại thấp.
  • TESCAN MIRA – với cột điện tử có hiệu suất cao có khả năng cho dòng điện tử cao, thuận lợi cho việc thực hiện các kỹ thuật phân tích như EDX, WDX. Đây là những điều cần thiết trong nghiên cứu luyện kim dẫn điện của các sợi dây dẫn để kiểm tra các lớp liên kim loại tại bề mặt dây dẫn liên kết hoặc ảnh hưởng của sự phân bố kích thước hạt lên quá trình liên kết.
  • Hệ thống FIB-SEM của TESCAN mở rộng khả năng phân tích bằng các kỹ thuật micro, nano và một khả năng thực hiện cắt ngang sợi dây liên kết để kiểm tra khả năng liên kết.
  • Những đánh giá vật lý của SEM và mặt cắt ngang của FIB có thể được sử dụng để nghiên cứu những ảnh hưởng của nhiệt độ cao lên các dây dẫn liên kết như thay đổi luyện kim, các lỗ trống và giảm chiều dài liên kết.
  • Ngoài ra, TESCAN tensile stage and a nano-indentor có thể được sử dụng để kiểm tra ứng suất tại chỗ của các dây dẫn và chất lượng của  hàn dây, hàn chíp.

Wire bonds embedded in resin

Wire bonds embedded in resin

 

Magnified image of Cu bond showing a crack at the interface causing failure

Magnified image of Cu bond showing a crack at the interface causing failure

 

Different cross-sections prepared by Xe plasma FIB: A trench prepared for 3D tomography

Different cross-sections prepared by Xe plasma FIB: A trench prepared for 3D tomography

 

Crosssection of a ball bond and bond pad

Crosssection of a ball bond and bond pad

 

Cross section ball bonds embedded in resin

Cross section ball bonds embedded in resin