高可靠性要求的测量在多个方向。
制造商采用自动光学检测(AOI)系统基于相移术(PSP)应用程序的高级包装流程。许多这些过程使用前就像技术创建在一个包和死亡之间的联系打包死到外面的世界。技术提供了快速、精确测量100年10µmµm特性这些中低端制造业的典型流程。的一些材料和特性,如硅片、玻璃基板、焊料和支柱,和更多的镜面反射(镜面)表面,提供了特殊的挑战。第一个挑战是由之间的多次反射特性,介绍当地测量中的错误(图1 -左)。第二个挑战是更为根本。传统PSP测量依赖于能够看到扭曲的模式不同强度测量投射到表面。他们认为表面检查是分散的,也就是说,当光照射到表面,它在各个方向散射。镜面表面不满足这个假设和预测模式不能被看到。图1 -正确的说明了这个问题。 The vertical fringe pattern, clearly visible on the diffuse surfaces, is invisible on the specular surfaces. To solve this problem, our latest NanoResolution MRS sensor includes an additional measurement channel design specifically for specular surfaces (figure 2).
图1:镜面反射对相移轮廓测定法测量构成重大挑战。(左)多个镜面反射在闪亮的特性,如焊点,罐头,和金属振子,会导致扭曲边缘模式和高度测量中的错误。(右)在镜面表面投影条纹图形是无形的。这两个圆的特性是相同的,只是上一个扩散反射面,安装在一个同样完成平面,而下一个镜面反光的表面和安装在平坦的镜子。预计垂直条纹图形,清晰可见的漫射表面,镜面表面消失。
图2:夫人NanoResolution传感器包括单独的漫反射和镜面表面渠道。
抑制错误
上的多个组件之间的地方可能发生反射检查对象。如果我们看一个包装的印刷电路板设备连接于镜面反射焊接连接,我们可能会看到一个闪烁的光投影仪反映了从一个连接到另一个,并返回到我们的相机。这可能只是一个讨厌的视觉检查,但它可以造成重大错误当试图分辨投影模式由点对点广泛地反映强度的变化。高强度闪烁源于不同部分的行话,覆盖周边区域,它破坏了被测量模式。准确的测量需要这些多次反射的抑制,因此我们传感器的名字——多次反射抑制(夫人)传感器。
作为在这个博客以前的文章中,我们已经讨论了传感器使用多个模式在不同空间频率提供高灵敏度,扩展动态范围和消除歧义测量不连续边缘。它还使用多台摄像机视图功能从四面八方,消除盲点毗邻地区高的特性。这些技术还提供了一种手段压制多次反射。因为高度定向反射,他们不太可能出现相同的相机。反射也会出现不同的在不同的空间频率,或者根本不方向,预测模式的组成(图3)。仔细分析的数据可以区分虚假的多次反射和有效的数据点。
图3:可以抑制多次反射的错误分析从多个方向在多个频率。反射,添加前后一致地以更低的频率变得语无伦次在更高的频率,减少条纹反差但不影响相位测量。
测量镜面特性和表面
测量镜面表面特性和需要不同的方法。由于投影模式强度不能见,我们必须把光学系统中的表面本身作为一个元素,看看对反射光的影响(图4)。
图4:扩散的放大视图(左)和镜面(右)特性如图1所示。垂直边缘模式预计从一个方向大致垂直于安装面。图中左边的网格图形打印放在一个平面上,也垂直于安装面。预计垂直边缘清晰地揭示广泛的形状反射面时从一个方向投影轴表面之间。然而,预测模式不能看到反射面。相反,我们看到的反映图像打印网格模式。通过分析反射的光,把光学镜面表面元素的路径,我们可以描述形状,位置,尺寸的镜面特性和表面。
高级包装应用程序所需的关键测量之一的高度是焊料和用于制造垂直支柱连接堆叠芯片或芯片之间,衬底或插入器。撞和周围的表面可能是镜面反射,我们需要确定的高度来计算表面凹凸高度。从一个测量我们不能区分高度的变化从一个角度的变化。从分析的角度来看,我们需要多个方程的解决方案在多个变量。使用数据从多个相机允许我们解决歧义。
无花果。5:超大规模集成步骤与镜面光洁度标准(左)和使用夫人NanoResolution传感器测量结果。
工程师不仅需要知道高度表面共面,即高度相对于周围的疙瘩。凹凸太高会降低连接附近的疙瘩,太短会失败在自己的连接。完整的检验还需要检测缺失的疙瘩和2 d的测量大小和位置。数以百万计的疙瘩/晶片,这是大量的数据,跟上生产过程可以是一个挑战。提高速度的一个方法是抽样、测量只有一小部分的特性和推断的结果对整个人口。但失败的代价非常高当多个know-good-die置于危险的失败连接。此外,具有高可靠性要求的系统制造商,比如汽车系统用户安全是一个重要的问题,通常需要检查晶片表面的100%。数以百万计的疙瘩/晶片,测量速度是至关重要的。我们最新NanoResolution夫人传感器需要2 d和3 d测量一次通过,可以检查完整的300毫米晶圆表面速度高达每小时25晶片。
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