3D OM 光學顯微鏡

3D Optical Microscopy

3D OM 光學顯微鏡是利用光學干涉、焦平面堆疊(Focus Variation)或白光干涉等原理,能在非破壞情況下取得樣品的 立體高度資訊(Z 軸),並同步呈現 高解析度 2D × 3D 結構影像

 

相較於 OM 只能提供「平面影像」,3D OM 能顯示完整的 表面輪廓、粗糙度、深度差異、缺陷體積與幾何量測,是半導體、電子封裝與材料工程中極具價值的先進成像技術。

3D OM分析應用
製程、封裝、材料三大領域全面覆蓋

3D OM 以「立體高度」將本來只能用平面描述的結構,轉化成具備高度資訊的三維模型,使所有製程與結構的細節能被完整量化,是許多工程分析無法缺席的技術。

 

1. IC Die Size 與封裝外觀量測

3D OM 能以高準度觀察 die 的外形、邊緣品質、厚度與切割一致性,同時也能量測封裝外觀的翹曲、凹陷、樹脂表面起伏與結構傾斜等問題。這些資訊可用於切割製程驗證、封裝瑕疵判斷或模封後的外觀品質分析。

  • Die 長/寬/厚度

  • Edge trimming 一致性

  • Chip corner 損傷

  • RDL 厚度與高度分布

  • Bond pad deformation

  • Die attach 樹脂高度

 

2. 焊點與金屬表面 3D 結構

3D OM 可以重新構建焊點的完整立體形貌,包括焊球直徑、高度、體積、濕潤角,甚至可呈現 IMC 表面的表觀粗糙度與 reflow 後的表面波形,3D OM 能同時提供形貌和高度,因此特別適合 PCBA、WLP、Fan-out 與高密度封裝中焊點外觀與高度一致性的檢查。

  • Solder ball 直徑 / 高度

  • Bump / Pillar 高低差

  • Wetting behavior(潤濕角)

  • Voids 外部形貌

  • IMC 介金屬化合物表面粗糙度

  • Reflow 後表面不均勻度

 

3. 封裝與基板製程監控

3D OM 對 RDL 線路的厚度變化、Cu pillar 的頂部平坦度、Solder mask 的厚度差、bump 共面度以及封裝翹曲皆能提供高度可重複、可追溯的測量數據,適合Flip-chip, WLP, Fan-out, 2.5D/3D IC 等先進封裝製程,使製程工程師能快速判斷批次差異與製程異常,對量產品質控制非常關鍵。

  • Cu pillar top 平坦度(Topography)

  • RDL Trace 厚度差

  • Solder mask 厚度

  • Bump coplanarity(共面度)

  • Package warpage(翹曲)

 

4. 材料表面分析與製程形貌

3D OM 能精準揭露刻蝕深度、薄膜起伏、微孔洞形狀、裂縫深度、表面粗糙度等資訊。因其非破壞特性,可直接應用於金屬、陶瓷、玻璃、高分子、複合材料與 MEMS 微結構的分析,使其成為材料科學與製程開發中最高效的立體量測手段。

  • 粗糙度 Ra / Rq 計算

  • 鍍膜均勻度驗證

  • 刻蝕深度量測

  • 膜厚外觀差異

  • 微孔洞體積判定

閎康科技設備能力
高精度 X/Y/Z 三維量測

 

閎康科技的 3D OM 光學顯微鏡系統,可支援即時 3D 影像擷取、深度堆疊、高動態範圍 HDR 成像以及多角度觀察,完整覆蓋從微米到奈米級高度差測量、快速缺陷診斷與複雜幾何量測
 
  • 三軸自動化 3D 成像:透過 Z 軸微位移掃描結合影像演算法,能自動建構樣品的 3D 立體模型,適合封裝、高度控制製程、MEMS、金屬材料等領域。
  • 即時 3D 輪廓(3D Profile)與多模態幾何量測:3D OM 可進行多種幾何量測,且具備可追溯性與可重複性,對品質控管與製程工程而言是高度有用的技術。
  • 多角度即時影像:3D OM 可透過可變角度光路或傾斜樣品台,以不同角度拍攝觀察區域,對於判斷表面裂縫、立體邊緣與堆疊結構極具優勢。
  • HDR(High Dynamic Range)高動態範圍影像:在半導體與封裝製程中,常見高反射金屬(Cu、Al、Au)與低反射材料(樹脂、IMD)同時存在,傳統 OM 易出現金屬過曝或樹脂過暗,3D OM 的 HDR 技術可同時保留不同反射率材料的細節。
  • 50–5000X 超廣倍率範圍:

 

倍率 工程應用
50–200X 外觀、封裝缺陷、打線區觀察
200–1000X 焊點表面、介電層裂縫、刻蝕形貌
1000–5000X

微細加工結構、粗糙度量測、MEMS 特徵

  • Fine-pitch RDL

  • 銅柱、Bump Topography

  • 介電層裂縫

  • 微結構深度

  • IMD/ILD 表面 roughness 分析

 

 

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