Anwendungen – Optische Messtechnik

Elektronik und Halbleiter

Bauteilinspektion bis in den Submikrometerbereich für fehlerfreie Produkte

Die hochpräzisen und schnellen Messsysteme von NanoFocus decken das gesamte Spektrum von Messaufgaben in der modernen Elektronikfertigung und Fehleranalyse ab. Mit den hochauflösenden Messgeräten lassen sich neue Produkte und Fertigungsprozesse einfacher und schneller entwickeln. Die NanoFocus-Technologie trägt dazu bei, kompaktere Elektronikkomponenten zu entwickeln.

NanoFocus setzt neue Maßstäbe

Oberflächenparameter wie Koplanarität von Kontaktpads oder Bumps, die Durchbiegung (Warpage) von Gehäusen und Substraten, die Tiefe von Lasermarkierungen oder auch das Volumen dispensierter Klebetropfen können mit den NanoFocus-Messsystemen schnell und automatisiert gemessen und während des Prozesses – also während der Fabrikation – kontrolliert werden.

Konventionelle berührungslose Messmethoden nutzen die Bildverarbeitung oder das Triangulationsverfahren zum Erfassen von dimensionalen Messgrößen. Diese Verfahren stoßen jedoch bei hochgenauen Fertigungsprozessen, deren Toleranzen im Mikrometer (μm)-Bereich liegen, an ihre Grenzen. So arbeitet etwa ein typischer Triangulationssensor mit einem Messfleck von 20 - 30 μm und hat Probleme, metallisch reflektierendes Material und diffus streuenden Kunststoff oder Keramik messtechnisch mit hoher Genauigkeit (<1 μm) zu erfassen. Die Forderung an die Gerätegenauigkeit für bestimmte Anwendungen im Bereich von 100 nm und darunter erfüllt jedoch die optische Messtechnik von NanoFocus.

Anwendungsbeispiele

Der Trend zur Miniaturisierung ist eine permanente Herausforderung. Dabei gilt es Kosten zu senken und fehlerfreie Produkte zu liefern. Wichtig ist dabei die Einhaltung geometrischer Toleranzen auf den einzelnen Bauteilen, wie Koplanarität, Abstand, Warpage sowie Rauheitsparameter und Volumen. Die kostengünstigen und schnellen Messsysteme decken das gesamte Spektrum von Messaufgaben in der modernen Elektronikfertigung und Fehleranalyse ab.

Micro Bumps

NanoFocus bietet mit der μsprint-Technologie speziell für die sogenannten Micro Bumps mit sehr geringem Pitches den schnellsten konfokalen Sensor der Welt. Durch seine hohe Auflösung und Dynamik können Höhen und Durchmesser, Koplanarität und andere Parameter sowohl auf Wafern, als auch auf Keramik- oder Kunststoffpanels in kürzester Zeit vermessen werden. Die Inspektion kann nach dem Siebdruck der Lotpaste, nach dem Reflow-Prozess oder dem Coining erfolgen. Ebenso ist eine Inspektion von elektrolytisch abgeschiedenen Bumps, so genannten Copper Pillars, möglich. Details zur Bump-Inspektion

Produkte: µsprint topographer, µsprint hphsi, µscan select, µsoft analysis, µsoft automation

Leiterbahnen und -platten

Bei der Leiterplattenherstellung werden je nach Grundmaterial Leiterbahnen durch Ätzen aufgebracht. Vor dem weiteren Montageprozess müssen Trägermaterial und Leiterbahnen vermessen werden. Mit der µscan-Technologie können Substratverwölbung sowie die Leiterbahngeometrie in nur einem Messprozess erfasst werden. Auch Rauheiten auf Leiterplatten und Leiterbahnen können – unabhängig vom Material – in der produktionsnahen Qualitätssicherung mit dem µscan custom kontrolliert werden. Die Auswertung der Ergebnisse mit der Software µsoft automation wird von NanoFocus nach Kundenwunsch angepasst.

Produkte: µsurf custom, µscan select, µsprint topographer, µsprint custom, µsoft automation

Lead Frames

Die beim IC-Packaging verwendeten Lead Frames müssen hohen Anforderungen genügen. Alle Einzelkontakte müssen koplanar sein und eine spezifische Oberflächenrauheit besitzen. Außerdem darf das Bauteil keine Durchbiegung aufweisen. Mit den µscan- und µsprint-Profilometern wird die Oberfläche und Grundfläche des Leadframes schnell und präzise erfasst. Parameter wie Koplanarität, Höhe, Abstände der Kontakte, Durchbiegung der Grundplatte und die Rauheit lassen sich in ein Analyseprotokoll übertragen.

Produkte: µscan select, µsprint topographer, µsprint custom, µsoft automation

Mikrovias

Bei Multilayer-Leiterplatten dienen lasergebohrte Mikrovias zu Kontaktierung zwischen den einzelnen Schichten. Eine fehlerhafter Fertigung oder Verfüllung der Mikrovias kann zum Ausfall des Endprodukts führen. Eine berührungslose Prüfung mit der µsurf-Technologie erfasst die Via-Geometrie (Durchmesser, Tiefe). Die µsurf-Technologie bietet dem Anwender ein Messsystem, mit dem auch sehr kleine und tiefe Mikrovias problemlos erfasst werden.

Produkte: µscan select, µsurf custom, µsoft analysis, µsoft automation

Nanoliter-Dispenserdots

Bei der Montage von Chips in Gigahertz-Modulen werden Kleinstmengen von Klebedots zum Fixieren auf dem Substrat benötigt. Kritisch ist dabei die genaue Einhaltung des Klebevolumens. Die berührungslos arbeitenden µscan-Profilometer erfassen die aufgebrachten Klebedots mit hoher Präzision. Die zugehörige Software berechnet automatisiert aus den 3D-Daten das Volumen.

Produkte: µsurf custom, µsoft automation

Hybrid-Technik

Die Beurteilung von gedruckten Schaltungen sollte möglichst früh im Herstellungsprozess erfolgen. Mit optischen Messsystemen lässt sich die frisch gedruckte Paste noch vor dem Brennvorgang überprüfen. NanoFocus bietet zu diesem Zweck das optische Profilometer µscan custom in Verbindung mit einer Spezialsoftware zur Automatisierung und Auswertung an. Dabei werden Höhe und Breite berechnet. Alle Daten werden in eine Prozessregelkarte geschrieben.

Produkte: µscan select, µsprint topographer, µsprint custom, µsoft automation, µsoft hybridmaster