突破傳統3D線雷射檢測瓶頸-紫光雷射三角法 In-Line半導體封裝檢測

AOI 3D光學檢測市場上，我們常聽到"精準度"與"速度"是取捨(trade-off)或零和賽局(zero-sum game)，使用者必須有所選擇。但西克(SICK Sensor Intelligence)的紫光雷射的三角法已經超越了這個限制，以每秒200毫米的速度，提供亞微米(Sub-Micro)的檢測精度，平均15秒就能檢測完一片完整的8吋晶圓，提供本土半導體封測產業一個相當大的推進力。

半導體"前段檢測"屬於裸晶類型之產品，基於特殊的表面反光性質，各大檢測AOI廠家積極地尋找新的解決方案

半導體檢測中， 往往因"不同表面性質的基板"， 造成檢測上的誤差， 台灣西克首創紫光三角法， 成功協助許多國內外AOI設備廠家以最高速度解開微凸塊的檢測瓶頸。

“現在流行於市場上的三角量測技術，99%都是已模組化的產品，在微距世界中，逐漸失去了創新的可能性。”

由於使用便利性的因素，規模較小之使用者會選擇已配套完成的”三角法模組”，但由於”角度”與”光學元件”的侷限性，在高度50um以下的尺寸會開始失真與變形，即便使用軟體進行優化，也無法回歸到最真實的準度。台灣西克工程單位表示，紫光面對半導體產品時，有非常穩定的光斑(Light Spot)，透過紫光極短波長的特性，其附著在"高反射"物件上之效果穩定度遠遠高過其他可見光的3~5倍，並經由特殊旋轉角，來解決遮蔽等議題，非常適合現今半導體AOI設備商來做使用。

“隨著IC晶片的尺寸持續縮小，檢測IC封裝中所有的缺陷變得越來越困難，半導體封測廠面臨莫爾定律(Moore’s Law)所丟出的戰帖， 這並非單單抽檢， 而是100%的全檢需求。”

就如我們手中最常用的Iphone， 裡面包含了數百顆常用的小型IC，這些小型IC在組裝前都需要確保”品質正常”。那麼，檢測的難度又在哪呢？

如下方的圖一、圖二所示，在每一隻手機裡，有數百顆IC，而每個IC中又存在著數百萬顆"微型凸塊(Bumps)，而這麼多的微米級凸塊，過往只能在小型Offline量測儀中進行觀測，非常難直接落實到產線應用中，原因就是在"速度"與"檢測尺寸"上無法突破. 從微觀角度來看，封裝前的WAFER中包含數以千萬的金屬連接(Bump)， 其中一顆金屬接(Bump)若產生壓傷或是缺角， 就會造成未來製程上的巨額損失。

“負責與外部與PCB導通的金屬球， 我們稱之為BGA(球格陣列)， 內部與晶片相連的我們稱之為Bump(凸塊)” 

舉一個在業界常見的記憶模組封裝案例，HBM(High Bandwidth Memory)，此封裝中常見凸塊節點的導通案例：錫鉛凸塊(solder bumps)轉移。目前有不同的錫鉛凸塊技術可運用在量產上，這些技術包括了電鍍、銲膏刷印、蒸鍍與銲球直接黏著等方式。覆晶封裝(Flip Chip in Package，FCiP)則需要在很密的間距(pitch)中，產生很多小型凸塊，而晶圓級晶片尺寸封裝(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)一般只需要在較大的間距內，具有眾多的錫鉛凸塊。覆晶技術(Flip Chip Technology)已成為元件構裝技術的主流之一，不論是那一種覆晶技術，凸塊的製作是不可或缺的， 為了因應環保議題， 甚至發展到無鉛凸塊(Lead Free Solder)。隨著半導體技術的發展及產品功能的多樣化，元件構裝技術的種類也越來越多變，以符合不同的需求。