激光共聚焦顯微鏡在引線鍵合領(lǐng)域的應(yīng)用

        MEMS (全稱Micro Electromechanical System, 微機(jī)電系統(tǒng))也叫微電子機(jī)械系統(tǒng)是指在幾毫米乃至更小的尺寸下構(gòu)建一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)，其內(nèi)結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米級(jí)。微機(jī)電系統(tǒng)涉及物理學(xué)、半導(dǎo)體、電子、材料、機(jī)械和信息工程等多種學(xué)科，為智能系統(tǒng)、消費(fèi)電子、可穿戴設(shè)備、智能家居等領(lǐng)域開拓了廣闊的用途。

MEMS 系統(tǒng)是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，融合了光刻、刻蝕、薄膜、硅微加工、封裝等技術(shù)制作的高科技電子機(jī)械器件。MEMS器件的封裝工藝是其制作過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，外引線鍵合是關(guān)鍵的封裝工藝之一，該工藝主要選用退火后的金絲，采用焊接技術(shù)，將芯片上金屬化電極與器件外殼引出的電極線聯(lián)結(jié)起來。芯片的金屬化電極分單層、雙層和多層結(jié)構(gòu)，表面層的金屬一般是金或鋁。目前常用的引線是金或鋁絲，所以，引線的鍵合仍然是金-金系統(tǒng)、金-鋁系統(tǒng)和鋁-鋁系統(tǒng)，引線鍵合的方法很多，目前應(yīng)用較廣泛的是熱壓焊接、超聲波鍵合和熱超聲波焊接的方法。其中熱壓焊技術(shù)是利用加熱和加壓力，使金屬絲與金屬焊接區(qū)壓焊在一起。其原理使通過加熱和加壓力使焊接區(qū)金屬發(fā)生塑性變形，同時(shí)破壞壓焊面上的氧化層，使壓焊的金屬絲與金屬接觸面見達(dá)到原子的引力范圍，從而使原子間產(chǎn)生吸引力，達(dá)到鍵合的目的。但是在壓焊過程中，壓焊過輕，導(dǎo)致虛焊，壓焊點(diǎn)易于脫落；壓焊點(diǎn)偏離，鍵合強(qiáng)度大為降低；壓焊點(diǎn)間距過小易于短路，壓焊點(diǎn)留絲過長等均易引起傳感器過早失效。

    激光共聚焦顯微鏡（NS3500， Nanoscope Systems, 韓國納茲克）可以在不接觸樣品表面的情況下獲得樣品表面的三維形貌，同時(shí)可以測(cè)量焊點(diǎn)的間距、留絲、偏移等。

引線鍵合壓焊點(diǎn)

 結(jié)論

3D激光共聚焦顯微鏡，可以對(duì)引線鍵合中焊點(diǎn)的偏移、留絲長度、焊接強(qiáng)度進(jìn)行有效檢測(cè)，從而提高對(duì)良率的控制。