表面粗糙化對IC導線架的意義

2023.07.28

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作者:工業應用部 吳宗叡 編輯:楊雅棠

導線架是什麼?

封裝三大原料,導線架、金線、封裝膠,當中最重要的一種原料便是導線架。導線架又稱框架、引線架或支架,主要用於半導體封裝;功用是支撐積體電路(IC),並將IC的內部訊號傳遞到晶圓封裝的外部,材質為銅合金或鎳鐵合金等金屬材料。

積體電路中除了極少數的簡單功能晶片可直接封裝( (Molding))外,每一個積體電路的每一片晶片都必須有一個導線架配合,以組合成一個完整可使用的積體電路。

導線架依功能可分為單體導線架及積體電路導線架,單體導線架中又含支援電晶體、二極體和發光二極體等產品;積體電路導線架則用於半導體封裝,作為晶片及印刷電路板線路連接之媒介。,不同積體電路採用不同的封裝方式,所用的導線架亦不同。

表面粗糙化對導IC導線架的影響

導線架粗糙度是指導線架表面的起伏和不平整程度,這種粗糙度對導線架的電性能和可靠性都有影響。現在積體電路封裝發展朝向輕薄短小,且蓄電容量大又可快速散熱方向發展。在傳統的表面形貌分析中,通常使用光學顯微鏡或原子力顯微鏡 (AFM) 等成像技術。然而,這些技術對導線架表面的成像和分析都存在著一些限制,例如:光學顯微鏡的解析度受到光的繞射限制,當兩個物體非常靠近時,將限制我們觀察到當中的細節;又或是AFM需要將探針接觸到樣品表面進行成像,可能對樣品表面造成損傷。

而隨5G通訊需要大量使用通訊晶片以及電動車的高度發展,許多電子零件必須符合歐盟法規,因此必須使用無鉛製程。製程上,通常會因為材料間的影響而造成脫層或結合力的問題,使得IC零件功能性降低或毀壞。使用不同的封裝材與導線架粗糙度可改善IC與導線架間的脫層情形與結合力不足的狀況,並找出較好的封裝材與釘架粗糙化程度來替代,以改善工廠內的現有材料。然而在如此微小的物件上,如何以不損傷產品的方式取得、精確又可靠的粗糙化程度並將其圖像化及數據化呢?

使用OLYMPUS雷射共軛焦顯微鏡OLS5100或可協助解決上述問題。雷射顯微鏡的優勢之一為可使用單線輪廓進行評估。高解析雷射圖像可檢測精細表面紋理,也可以用彩色圖像檢測。而且雷射顯微鏡為非接觸式的檢測,不會劃傷樣品;甚至能夠利用拼接功能在大範圍內進行評估。

圖說:雷射顯微鏡中雷射光斑的尖端半徑只有 0.2 μm、體積小,可用於精細不規則的表面粗糙度測量。

YT_Yang

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