把“看不见的键合力”变成可控数据 —— 奇石乐传感器在半导体键合领域的应用价值

随着半导体技术向先进封装、异构集成和高可靠性方向快速演进，键合工艺正在成为决定产品良率与性能的关键环节。半导体键合（wire bonding, die bonding, flip-chip bonding, thermocompression, ultrasonic bonding, hybrid bonding 等）是封装与先进互连的核心环节。过程中的微小力、短时脉冲力和高动态变化直接决定粘接质量、良率与器件可靠性。如何精准感知、实时监控并稳定控制键合过程中的力变化，正成为半导体制造向高质量、智能化升级必须解决的问题。

 

 

 

 

键合的真实挑战：

问题往往发生在“瞬间”

 

无论是热压键合、倒装芯片绑定，还是晶圆对晶圆键合，工程实践中普遍面临以下挑战：

• 键合过程中存在瞬态冲击力与微小力波动

• 过压或力分布不均易引发晶圆裂纹、芯片损伤

• 力变化发生在毫秒级甚至更短时间窗口

• 传统静态力传感方案难以真实反映动态过程

很多键合缺陷并非来自温度或材料本身，而是产生于极短时间内的力异常。

如果这些关键数据无法被捕捉，就无法真正实现工艺优化。

 

 

奇石乐在半导体键合领域的

典型应用

 

引线键合（Wire Bonding）

• 精确检测焊针首次接触

• 监测压合力与超声叠加状态

• 提前识别焊针磨损或偏移

 

倒装芯片键合（Die Bonding/Flip-Chip）

• Die 放置瞬间的冲击力监测

• 压合过程的力均匀性评估

• 防止隐裂、下沉、虚焊

 

热压/超声键合（TCB/Thermosonic）

• 捕捉高频振动下的真实受力

• 优化温度 — 时间 — 力的匹配关系

• 提升一致性与可靠性

 

先进封装与混合键合（2.5D/3D/Hybrid Bonding）

• 超小互连间距

• 极窄工艺窗口

• 对力的重复性要求极高

 

这些工艺的共同点在于：不仅要测力，更要测“动态力”。

 

▲ 力台测得的O型圈作用力

 

 

动态力测量：

键合工艺真正的“关键数据源”

 

与传统测量方式不同，奇石乐基于压电技术的力传感器，能够：

• 实时捕捉高速、微小的力变化

• 同时适用于动态与准静态过程

• 高动态响应频率

• 天然适合高速、瞬态过程

• 可真实还原力的上升、峰值与回落

 

原本“不可见”的过程变量，转化为可分析、可优化的数据基础。

 

▲ 传感器测得的启动下压和抬起瞬间时候的惯性力波动

 

 

键合市场的现实与机会

 

现实情况

• 中低端键合设备国产化进展明显

• 中高端键合对稳定性、一致性要求极高

• 高动态、高精度力测量需求正在增加

 

发展趋势

• 先进封装比例持续提升

• 国内设备厂商加速向中高端突破

• 力测量正从“加分项”变为“基本配置”

 

在这一过程中，成熟的压电力测量方案仍具有不可替代的工程价值。

 

▲ 半导体领域常用压电传感器及电荷放大器

 

 

总结

 

从瞬态冲击监测到长期工艺稳定控制，奇石乐以高精度动态力测量技术，覆盖半导体键合全流程的关键应用场景。