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ZYGO 在微電子封裝翹曲中的關鍵作用

產品簡介

ZYGO 在微電子封裝翹曲中的關鍵作用
微電子封裝技術不斷向三維集成、高密度互連方向發展，封裝體的翹曲（Warpage）與焊料凸塊/銅柱的共面性（Coplanarity）成為影響封裝可靠性、成品率及最終組裝良率的關鍵因素。

產品型號：ZeGage Pro
更新時間：2026-01-23
廠商性質：代理商
訪問量：155
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ZYGO 在微電子封裝翹曲中的關鍵作用

微電子封裝技術不斷向三維集成、高密度互連方向發展，封裝體的翹曲（Warpage）與焊料凸塊/銅柱的共面性（Coplanarity）成為影響封裝可靠性、成品率及最終組裝良率的關鍵因素。ZYGO ZeGage Pro光學輪廓儀憑借其高精度、全場三維測量和非接觸特性，為晶圓級、芯片級和系統級封裝的翹曲與共面性評估提供了高效、可靠的量化手段，服務于工藝開發、質量控制與失效分析。
隨著封裝結構日益復雜，多層堆疊、大尺寸芯片、不同材料（硅、有機基板、模塑料）的熱膨脹系數（CTE）不匹配，都會在回流焊等熱過程中引入內應力，導致封裝體整體或局部發生翹曲。過大的翹曲會影響芯片粘合、引線鍵合質量，并增加后續SMT貼裝時焊點開裂、虛焊的風險。同時，倒裝芯片（Flip Chip）技術依賴的焊料凸塊或銅柱陣列，其高度的均勻性（共面性）直接影響與基板的連接可靠性。
ZYGO ZeGage Pro在此類測量中的核心應用包括：

  1. 全局翹曲測量：


    • 熱翹曲分析：將樣品置于可編程控溫的載物臺（可選配件）上，ZeGage Pro可對同一封裝樣品在室溫至回流焊峰值溫度（如260°C）的升溫、降溫全過程中進行連續掃描。通過測量每個溫度點下封裝體表面的三維形貌，可以精確計算其整體翹曲量（如最大翹曲高度、翹曲曲率半徑），并繪制翹曲隨溫度變化的曲線，識別最大翹曲點和CTE不匹配帶來的應力拐點。這對于評估封裝設計和材料選型的可靠性至關重要。


    • 室溫翹曲監控：在封裝工藝（如模壓、植球、切割）后，快速抽檢成品的室溫翹曲，作為過程控制（SPC）的一部分，監控工藝穩定性。


  2. 局部形變與共面性測量：


    • 凸塊/銅柱高度與共面性：對倒裝芯片的凸塊陣列進行高分辨率三維掃描，精確測量每個凸塊的高度。軟件可自動計算整個陣列的凸塊高度平均值、標準差、最大值、最小值，以及關鍵參數如共面性（通常定義為最高與最di凸塊的高度差），并生成直觀的凸塊高度分布彩圖。這直接用于評估植球或電鍍工藝的均勻性，確保后續鍵合質量。


    • 封裝表面局部平整度：測量鍵合環（Sealing Ring）、芯片貼裝區域等關鍵功能面的局部平整度，確保密封或粘合的有效性。


  3. 翹曲與共面性對可靠性的影響研究：


    • 與可靠性測試關聯：通過對經過溫度循環、高壓蒸煮等可靠性測試前后的封裝樣品進行翹曲和共面性測量，量化其形變變化，關聯失效模式（如凸塊裂紋、界面分層），深入理解失效機理。


    • 虛擬仿真模型驗證：為封裝應力和翹曲的有限元分析（FEA）模型提供高精度的實驗測量數據，用于校準和驗證仿真結果，提高預測準確性。


技術優勢：

  • 非接觸全場測量：避免了接觸式探針測量對脆弱凸塊可能造成的損傷，且一次測量即可獲取整個區域的完整形貌數據，效率遠高于單點探測。


  • 高精度與高分辨率：亞納米級的垂直分辨率能夠檢測微米甚至亞微米級的翹曲和凸塊高度差異，滿足優良封裝（如2.5D/3D IC）的嚴苛要求。


  • 自動化與統計分析：支持編程自動測量，并可對大量數據進行統計分析，提供客觀、可量化的CPK等過程能力指標。


綜上所述，ZYGO ZeGage Pro在微電子封裝領域的翹曲與共面性測量中，扮演了“質量守護者"和“工藝診斷師"的雙重角色。它將以往難以精確量化的封裝形變，轉化為清晰、準確的三維數據，為封裝工程師優化設計、材料和工藝參數，提升封裝良率與長期可靠性，提供了bu可或缺的計量學支撐，是推動優良封裝技術持續發展的重要工具。

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