La diffusione dei sistemi di comunicazione mobile di quinta generazione (5G) ha fatto sì che i dispositivi a semiconduttore diventassero sempre più piccoli e integrati, aumentando anche la domanda di ispezione e analisi dei prodotti.
Questa sezione introduce esempi di osservazione e misurazione del wire bonding, un target di osservazione comune per i microscopi digitali.

Osservazione e misurazione del wire bonding con un microscopio digitale

Saldatura tipica per il montaggio di chip di circuiti integrati

Saldatura dei fili

Il wire bonding viene utilizzato per collegare gli elettrodi dei chip dei semiconduttori ai conduttori elettrici dei lead frame o delle schede con fili sottili di oro, alluminio o rame.

Saldatura di flip-chip

Il metodo in cui i chip di circuiti integrati vengono fissati direttamente a una PCB è chiamato FC-BGA (Flip Chip-BGA). Le protuberanze vengono realizzate sugli elettrodi di un chip IC e poi collegate agli elettrodi di un PCB. In questo modo si risparmia spazio rispetto al wire bonding.

  • A sinistra: chip di circuiti integrati
  • A destra: capovolgimento (a faccia in giù)

Flusso di wire bonding

  1. 1. Viene utilizzato un capillare a forma di tubo (come un ago da iniezione) con un filo metallico che lo attraversa. La punta del filo viene fatta scintillare ad alta tensione per renderla rotonda, quindi la parte rotonda viene giuntata all'elettrodo. Si tratta della cosiddetta saldatura a pallina o prima saldatura. Il carico del capillare, le onde ultrasoniche e il calore della fase di incollaggio consentono di effettuare la saldatura.

    1. A: Filo d'oro
    2. B: Sfera
    3. C: Chip di circuiti integrati
  2. 2. Mentre il capillare si sposta verso il secondo punto di incollaggio dopo il primo, il filo di incollaggio viene continuamente estratto a formare un anello con il movimento del capillare.

  3. 3. Quando si collega un elettrodo al piombo, non si forma alcuna sfera e il filo viene schiacciato dal capillare. Si tratta della cosiddetta saldatura a termocompressione o seconda saldatura.
  4. 4. La pinza per fili viene chiusa bloccando il filo metallico, quindi il capillare viene sollevato per tagliare il filo.

Nomi dei componenti della punta del capillare

1° bonding
2° bonding
  1. A: Capillare
  2. B: Parte di saldatura
  1. A: Angolo del cono
  2. B: Angolo di smussatura
  3. C: Diametro dello smusso
  1. D: Angolo della faccia
  2. E: Diametro del foro
  3. F: Diametro della punta

Esempio di osservazione e misurazione del wire bonding con un microscopio digitale

Di seguito vengono presentati alcuni recenti esempi di immagini di osservazione e misurazione del wire bonding utilizzando il microscopio digitale 4K della Serie VHX di KEYENCE.

Osservazione inclinata del wire bonding

1000×, illuminazione coassiale

La funzione di composizione della profondità consente una facile messa a fuoco anche ad alto ingrandimento.

Osservazione della sezione unita del wire bonding
1000×, illuminazione coassiale
Osservazione della superficie fratturata del wire bonding

1000× Sinistra: illuminazione coassiale,
destra: Immagine in modalità Effetto ombra ottico

La modalità Effetto ombra ottico consente di osservare chiaramente le superfici irregolari fratturate.

Osservazione della superficie fratturata del wire bonding
1500×, illuminazione coassiale

1000×, immagine in modalità Effetto ombra ottico

La modalità Effetto ombra ottico consente di osservare chiaramente le superfici irregolari fratturate.