Rozpowszechnienie systemów komunikacji mobilnej piątej generacji (5G) spowodowało, że urządzenia półprzewodnikowe stały się mniejsze i bardziej zintegrowane, a także zwiększyło zapotrzebowanie na kontrolę i analizę produktów.
W tej sekcji przedstawiono przykłady obserwacji i pomiarów układów z łączeniem drutowym, które są często obserwowane za pomocą mikroskopów cyfrowych.

Obserwacja i pomiar układów z łączeniem drutowym przy użyciu mikroskopu cyfrowego

Typowe łączenia do montażu układów scalonych IC (IC = integrated circuit = układ scalony)

Łączenie drutowe

Łączenie drutowe jest używane do łączenia elektrod układów półprzewodnikowych z przewodnikami elektrycznymi ramek przewodowych lub płyt za pomocą cienkich drutów ze złota, aluminium lub miedzi.

Łączenie metodą flip-chip

Metoda, w której układy scalone IC są mocowane bezpośrednio do płytki drukowanej PCB, nosi nazwę FC-BGA (Flip Chip-BGA). Na elektrodach układu scalonego IC wykonuje się wyprowadzenia sferyczne, które następnie łączy się z elektrodami płytki drukowanej PCB. Pozwala to na zaoszczędzenie miejsca w porównaniu z łączeniem drutowym.

  • Po lewej stronie: Układ scalony IC
  • Po prawej: Flip (powierzchnią górną w dół)

Przebieg łączenia drutowego

  1. 1. Użyto kapilary w kształcie rurki (jak igła do zastrzyków) z biegnącym przez nią metalowym drutem. Końcówka drutu jest iskrzona wysokim napięciem, co powoduje, że staje się okrągła, następnie część okrągła jest łączona z elektrodą. Metoda ta nazywa się łączeniem termokompresyjnym metodą kulkową lub pierwszym łączeniem. Obciążenie z kapilary, fale ultradźwiękowe i ciepło z etapu łączenia umożliwiają wykonanie połączenia.

    1. A: Złoty drut
    2. B: Kulka
    3. C: Układ scalony IC
  2. 2. Podczas gdy kapilara porusza się do drugiego punktu łączenia po pierwszym łączeniu, drut łączący jest stale wyciągany, aby utworzyć pętlę z ruchem kapilary.

  3. 3. Podczas łączenia z elektrodą drutową nie wykonuje się kulek, a drut pozostaje w styku z kapilarą. Metoda ta nazywa się łączeniem ściegiem lub drugim łączeniem.
  4. 4. Zacisk drutu jest zamykany, aby zacisnąć metalowy drut, a następnie kapilara jest podnoszona, aby przeciąć drut.

Nazwy części końcówek kapilary

Pierwsze łączenie
Drugie łączenie
  1. A: Kapilara
  2. B: Część łącząca
  1. A: Kąt stożka
  2. B: Kąt fazowania
  3. C: Średnica fazowania
  1. D: Kąt natarcia
  2. E: Średnica otworu
  3. F: Średnica końcówki

Przykłady obserwacji i pomiarów układów z łączeniem drutowym przy użyciu mikroskopu cyfrowego

Poniżej przedstawiono najnowsze przykłady obrazów obserwacji i pomiarów układów z łączeniem drutowym przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K KEYENCE Serii VHX.

Ukierunkowana obserwacja łączenia drutowego

1000×, doświetlacz współosiowy

Funkcja kompozycji głębokości pozwala na łatwe ustawianie ostrości nawet przy dużym powiększeniu.

Obserwacja połączonego odcinka łączenia drutowego
1000×, doświetlacz współosiowy
Obserwacja pękniętej powierzchni łączenia drutowego

1000× Lewy: doświetlacz współosiowy,
prawy: Obraz w trybie efektu cienia optycznego

Tryb efektu cienia optycznego pozwala na wyraźną obserwację pękniętych nierównych powierzchni.

Obserwacja pękniętej powierzchni łączenia drutowego
1500×, doświetlacz współosiowy

1000×, Obraz w trybie efektu cienia optycznego

Tryb efektu cienia optycznego pozwala na wyraźną obserwację pękniętych nierównych powierzchni.