عدسة زوم 14X لفك التغليف بالليزر: حالة تصوير الرقاقة

تزيل خلية فك التغليف بالليزر مادة التغليف القولبية أو هلام السيليكون أو طبقة الحشو السفلي طبقةً بعد طبقة حتى تنكشف الرقاقة. على المشغّل أن يرى في الخلية نفسها شيئين مختلفين تمامًا: الغلاف الكامل لمعرفة موضع الليزر، وبضعة ملليمترات مربعة من سطح الرقاقة لمعرفة ما فعلته آخر تمريرة. تسجّل هذه المقالة تنفيذًا من POMEAS يقوم بالأمرين معًا بعدسة زوم واحدة متصلة مركّبة بزاوية فوق موضع العمل، وتصرّح بوضوح بما تثبته الصور وما لا تثبته.

نظرة عامة على المشروع

قطعة العمل جهاز شبه موصل مغلّف: جسم قولبي فيه تجويف مفتوح بالليزر في المنتصف، والرقاقة مرئية في قاع هذا التجويف. يبني العميل معدات فك التغليف بالليزر والتقشير بالليزر؛ والمستخدمون النهائيون مصنّعو أشباه الموصلات ومختبرات تحليل الأعطال العاملون على أجهزة القدرة (MOSFET، IGBT، SiC، GaN) وقطع الترددات الراديوية والمستشعرات ووحدات MCU والذاكرة.

المتطلب المسجل في ملف المشروع ضيّق وعملي: مراقبة عملية الإزالة أثناء حدوثها، وتقدير كمية المادة المتبقية، وفحص السطح المنكشف فورًا دون إخراج العينة من التثبيت. العتاد كما بُني: عدسة زوم POMEAS 14X متصلة مع كاميرا صناعية 12 MP، مركّبتان كوحدة واحدة فوق موضع العمل بزاوية على سطح الغلاف، بحيث يتجاوز المسار البصري رأس الليزر.

لماذا تفشل هنا المجهرية ذات التكبير الثابت

تفرض المجهرية ذات التكبير الواحد خيارًا لا يمكن لهذه العملية اتخاذه. عند تكبير منخفض يتّسع الغلاف في الإطار لكن حدّ الاستئصال أصغر من أن يُقيَّم؛ وعند تكبير مرتفع تكون الرقاقة واضحة لكن لا سبيل إلى إيجادها، لأن المشغّل ينظر إلى بضعة ملليمترات مربعة من مادة التغليف القولبية دون أي مرجع موضعي. والتنقل بين الحالتين يعني تبديل العدسات وإعادة التركيز وإعادة تسجيل موضع القطعة، وهو ليس حلقة عملية داخل دورة الآلة.

ينبثق قيدان إضافيان من الخلية نفسها. أولًا مسافة العمل: يقبع هدف المجهر على بضعة ملليمترات من العينة، وهذا يضع في خلية الليزر عنصرًا أماميًا غير مطليّ داخل رذاذ الانفجار وقرب الشعاع. وثانيًا الهندسة: يحتل رأس الليزر الفراغ فوق موضع العمل مباشرة، لذا يضطر مسار الرؤية غالبًا إلى الدخول من الجانب. يمكن إدخال أنبوب نحيف مائلًا في ذلك الفراغ؛ أما جسم مجهر برأس ثلاثي العيون فلا.

ما تحتاجه الخلية فعليًا من البصريات

اقرأ المتطلب كأربعة أرقام لا كفئة منتجات:

· المجال. متّسع بما يكفي في الطرف المنخفض لرؤية الغلاف كاملًا والتجويف داخله. مجال 20 mm يكفي لغلاف بعرض بضعة ملليمترات مع هامش سخي للملاحة.
· التفاصيل. في الطرف المرتفع، يجب حلّ حدّ الاستئصال ومعالم سطح الرقاقة، لا مجرد تكبيرها.
· مسافة العمل. 70 mm أو أكثر، كي يبقى العنصر الأمامي خارج رذاذ الانفجار ويميل الرأس.
· استقرار التركيز. لا يجوز أن يُخرج تغيير التكبير القطعة من التركيز، وإلا توقف الدورة عند كل تغيير للزوم.

التركيبة البصرية كما بُنيت

رقم الطراز يستحق جملة تحذيرية. يصف ملف المشروع العدسة بأنها زوم متصل 14X ولا يطبع أي طراز على جسمها. العدسة الوحيدة 14X في كتالوج POMEAS هي PMS-LZH-14105K التي يطابق مداها 0.55X–7.6X ومسافة عملها 77.8 mm ومنفذها المحوري صورة التنفيذ؛ فاعتبرها التطابق الكتالوغي، وتحقّق منها مقابل أمر الشراء قبل تحديد بديل.

الشكل 1 — قطعة العمل. أزيلت مادة التغليف القولبية من منتصف الغلاف وتقع الرقاقة في قاع التجويف، تحيط بها حلقة البقايا التي يتركها الليزر عند حدّ منطقة الاستئصال. التقطها فريق المشروع دون تعديل.

لماذا زوم 14:1 وليس تكبيرًا 14X

هذه أكثر قراءة خاطئة شيوعًا لعدسة كهذه، وهي تغيّر كل رقم يليها. إن «14X» في اسم المنتج هي نسبة الزوم: النسبة بين أدنى تكبير بصري وأقصاه، 7.6 / 0.55 = 13.8 مقرّبة إلى 14. أقصى تكبير بصري هو 7.6X، لا 14X. فالمجال المحسوب وكأن العدسة تبلغ 14X يصغر نحو مرتين عن الحقيقي، وقيمة استبانة محسوبة بالطريقة نفسها خاطئة بالمقدار نفسه.

ينطبق التحذير نفسه على الكاميرا. تبدو 12 MP كمواصفة استبانة، لكن العدسة تحلّ 2.80 µm عند 7.6X بينما يغطي بكسل واحد من مستشعر 2/3″ بدقة 12 MP نحو 0.28 µm من الجسم. إن المستشعر يعاين صورة بصرية محدودة النطاق مسبقًا بالعدسة، بنحو عشر مرات زيادة. ليست هذه خسارة: البكسلات الإضافية تشتري تغطية المجال في الطرف المنخفض ونسبة الإشارة إلى الضجيج في كل مكان. لكنه يعني أن الترقية من 12 MP إلى 20 MP على هذه العدسة تغيّر القليل جدًا في أصغر معلم يمكنك رؤيته، وهي نقطة تُعرض بتفصيل أوسع في التكبير ليس استبانة.

تتابع الفحص

في الإنتاج تكون الحلقة ثلاث خطوات. التحديد: عند 0.55X أو قربها يتّسع الغلاف والتجويف في إطار واحد، فيمكن توسيط منطقة الاستئصال. الزوم: الالتفاف إلى تكبير العمل؛ تبقى مسافة العمل قرب 78 mm فلا يعاد وضع الرأس، ومستوى التركيز مصمّم ليبقى قريبًا من الموضع نفسه، وهذا ما يجعل النقل قابلًا للاستخدام داخل الدورة. الفحص: فحص حدّ الاستئصال وسطح الرقاقة ثم أرشفة الإطار، وهو مخرَج بقدر ما تكون الصورة الحية مخرَجًا.

الشكل 2 — بناء منصة الرأس البصري، مائل نحو 35 درجة عن عمود السطح ليتجاوز المسار موضع الليزر. هذا تركيب مختبر التطبيقات المستخدم في تجارب التصوير، لا خلية إنتاج العميل، ورأس الليزر ليس داخل الإطار.

ما تُظهره الصور

في الطرف المنخفض يكون الغلاف كاملًا داخل الإطار بهامش، وهو ما تحتاجه الملاحة. وفي الطرف المرتفع ينحلّ سطح الرقاقة إلى كتلته الوظيفية: مصفوفة منتظمة لمنطقة ذاكرة أو منطق في جانب، وبُنى تماثلية أو مشغّلات أكثف في الجانب الآخر، والحد المعدني للتجويف حيث توقف الليزر.

الشكل 3 — سطح الرقاقة بتكبير مرتفع. الجزء الأيمن حاد بما يكفي لقراءة بنى مفردة؛ أما الثلث الأيسر فيقع خارج الشريط البؤري. هذا التدرج موضوع القسم التالي وتُرك في الصورة عمدًا.

الشكل 4 — مخطط، وليس صورة فوتوغرافية. عندما يميل المحور 35 درجة، تتغير مسافة الجسم بمقدار 9.2 mm عبر مجال 16 mm مقابل عمق ميدان 3.16 mm.

الحدود الهندسية، بما فيها الصادقة

الميل يكلف عمق الميدان. عندما يميل المحور البصري بزاوية θ عن عمود السطح، تتغير مسافة الجسم عبر المجال بمقدار Δz = W × sinθ حيث W عرض المجال في مستوى الميل. عند 0.55X بمجال 16 mm وميل 35 درجة، Δz = 9.2 mm مقابل عمق ميدان 3.16 mm. لا يمكن أن يبقى داخل المدى البؤري عند أي موضع تركيز واحد سوى نحو ثلث هذا العرض. الشكل 3 يظهر هذا بالضبط: الشريط الحاد والشريط الرخو هما الهندسة، لا عيب في العدسة.

عند التكبير المرتفع يتقلص المجال لكن عمق الميدان يتقلص أسرع: عند 7.6X المجال 1.16 mm وΔz يساوي 0.67 mm مقابل 0.04 mm عمق ميدان. لذلك تتطلب الرؤية المائلة بالقدرة العالية ميلًا أصغر، أو منطقة اهتمام أضيق، أو إعادة تركيز بين المناطق، أو تعديل شايمبفلوغ. الميل قرب 15 درجة نقطة بداية أسهل بكثير من 35.

لم يُجرَ أي قياس للعمق. يصوّر النظام التجويف؛ ولا يقيس عمقه. قراءة العمق من التركيز أو من الاختلاف المنظوري ممكنة من حيث المبدأ، لكنها تتطلب معايرة على ارتفاع درجة معروف، ولا شيء من هذا القبيل مسجل في ملف المشروع. إن كان عمق فك التغليف يجب أن يكون رقمًا لا انطباعًا، فالأداة الصحيحة مستشعر تقائي أو مستشعر تغاير التركيز أو رأس مثلثي، لا عدسة زوم وكاميرا ثنائية الأبعاد. التمييز نفسه يفصل هذه الحالة عن مهام فحص أشباه الموصلات الحقيقية التي تنطوي على قياسات.

التوازي البؤري خاصية للوحدة. يذكر ملف المشروع أن التركيز بقي صالحًا عبر مدى الزوم. هذا توقع معقول لعائلة العدسات هذه، لكن التوازي البؤري يُضبط عند التجميع ويجب التحقق منه على الوحدة المسلّمة بهدف اختباري قبل تشغيل الخلية، لا افتراضه من ورقة البيانات.

التلوث والسلامة. مسافة عمل 78 mm تبقي العنصر الأمامي خارج الرذاذ المباشر، لكن الخلية تنتج مع ذلك بقايا جسيمية وقابلة للتكاثف، والنافذة الواقية أرخص استبدالًا من عدسة. لا يعالج شيء هنا سلامة الليزر: فالتوصيل البيني والحاويات واختيار المرشحات تبقى مسؤولية باني الآلة.

أين تناسب هذه التركيبة

يناسب الرأس نفسه أي خلية تزيل مادة من جهاز مغلّف وعليها مراقبة ذلك: فك التغليف والتقشير بالليزر، تشذيب المكونات السلبية بالليزر، التحقق من الوسم، ومحطات إعادة العمل حيث تُفحص رقاقة بعد رفع الغطاء. ويناسب أيضًا الأعمال التي تكون فيها الرؤية المائلة هي المدخل الوحيد.

أسئلة تثيرها هذه الحالة عادة

ما التكبير الذي تمنحه فعليًا عدسة زوم 14X؟

إن 14X هي نسبة الزوم لا التكبير الأقصى. تعمل PMS-LZH-14105K من 0.55X إلى 7.6X تكبيرًا بصريًا، أي بنسبة نحو 14:1. مع مستشعر 2/3 بوصة يعطي ذلك مجال 16 x 12 mm في الطرف المنخفض و1.16 x 0.87 mm عند 7.6X، فالمجال المحسوب وكأن العدسة تبلغ 14X يصبح تقريبًا نصف الحجم الحقيقي.

هل تغطي عدسة زوم واحدة تحديد موضع الشريحة وفحص الرقاقة معًا؟

نعم، ضمن مدى المجالات أعلاه، وهذا هو سبب هذا البناء. عند 0.55X يتسع الغلاف كاملًا والتجويف المفتوح في إطار واحد، وهو ما يحتاجه التحديد؛ وعند 7.6X ينحلّ سطح الرقاقة إلى كتله الوظيفية. ولأن مسافة العمل تبقى قرب 78 mm عبر المدى، لا حاجة لإعادة وضع الرأس بين الحالتين.

هل يقلّل تركيب العدسة بزاوية دقة القياس؟

يقلّص المساحة الحادة لا دقة ما هو حاد. عندما يميل المحور 35 درجة، تتغير مسافة الجسم نحو 9.2 mm عبر مجال 16 mm مقابل عمق ميدان 3.16 mm، فلا يكون في التركيز في الوقت الواحد سوى جزء من الإطار. كما أن المنظور يضغط محورًا من محوري الصورة، لذا فإن أي بُعد مأخوذ من منظر مائل يحتاج تصحيحًا وهدف معايرة في مستوى العمل.

هل أحتاج كاميرا 12 MP لتحقيق أقصى استفادة من هذه العدسة؟

ليس من أجل الاستبانة. عند 7.6X مواصفة العدسة 2.80 um، بينما يغطي بكسل واحد من مستشعر 12 MP مقاس 2/3 بوصة نحو 0.28 um من الجسم، فالمستشعر يعاين الصورة البصرية بزيادة عدة مرات مسبقًا. إن مستشعر 12 MP يستحق مكانه بتغطية المجال في الطرف المنخفض وبجودة الصورة المؤرشفة، لا بأصغر معلم يستطيع كشفه.

هل يستطيع هذا التركيب قياس عمق قطع الليزر؟

لا. إنه ينتج صورة ثنائية الأبعاد وانطباعًا نوعيًا عن العمق من التركيز، وهذا يكفي لرؤية ما إذا كانت الرقاقة منكشفة وما إذا بقيت مادة. أما تحويل ذلك إلى رقم عمق فيتطلب أداة معايرة مثل مستشعر تقائي أو مستشعر تغاير التركيز، ولا توجد معايرة عمق مسجلة في هذا المشروع.

اطلب حلًا تصويريًا مشابهًا

كنت تبني أو تجدّد خلية فك تغليف بالليزر أو تقشير بالليزر أو فحص رقاقات، أرسل حجم الغلاف، والمعلم الذي يجب رؤيته، ومسافة العمل المتاحة، وطراز الكاميرا وحجم المستشعر، وهل يجب أن تكون الرؤية مائلة. سنجيب بمجال ومدى تكبير واقتراح تركيب لا برقم كتالوجي. اتصل بـ POMEAS، أو طالع عدسة الزوم المتصلة 14X طراز PMS-LZH-14105K. ولمنطق الاختيار المحيط، يغطي دليل عدسات الزوم المحرّكة وحالة OCR على الرقائق المشكلات المجاورة.

دراسة حالة ذات صلة: نهج الزوم والفحص نفسه مطبقًا على فحص الخطوط الدقيقة لـقرص مرمّز بصري 512 P/R بعدسة 12.5X.