標籤: 點膠封裝

在半導體封裝與電子組裝的最後幾道製程中，點膠（Dispensing）與封裝材料填充是決定晶片可靠性的關鍵環節。傳統的線上視覺系統（AOI）擅長判斷「有沒有膠」，卻無法告訴工程師「膠是怎麼出來的」。膠點在噴出的瞬間不過幾毫秒，氣泡捲入、尾絲形成、衛星膠滴飛濺，這些現象發生的速度遠超人眼或一般工業相機的極限。工廠裡最常見的處置方式是：製程出了問題，工程師憑經驗猜、反覆調參數、等良率數字回饋。這個迴路往往要花好幾天，每一次猜錯都是良率損失與材料浪費。高速攝影機做的事情，正是把這個回饋迴路壓縮到「當場看清楚、當場改」。

點膠製程的高速攝影應用

點膠頭的動作週期通常在 10 毫秒以內完成，要拆解其中每一個動作階段，至少需要每秒數千幀以上的拍攝能力。以下是幾個常見的觀察目標：

膠點體積一致性（Dot Volume Uniformity）

連續點膠時，每顆膠點的體積是否均一，直接影響後續焊接或黏合強度。高速攝影可逐幀量測膠點成形過程，找出針頭背壓不穩、氣路洩漏、膠材黏度因溫度漂移等根本原因，而不是只看最後落點的直徑。

尾拉絲（Stringing / Tailing）

針頭抬起時膠液被拉成細絲，落在基板上造成污染或短路風險。高速攝影能清楚記錄拉絲的斷點位置與時序，協助工程師判斷是針頭回吸量不足、膠材流動指數過高，還是抬針速度設定的問題。

衛星膠滴（Satellite Drops）

噴射式（Jetting）點膠應用中，主液滴在飛行途中可能因表面張力不穩定而分裂出微小的衛星滴，落點不可控。這類缺陷在一般攝影畫面中幾乎不可見，但在高速拍攝下能清楚看到飛行軌跡的分叉點，進而調整噴射壓力或膠材配方。

氣泡（Bubble）捲入觀察

膠液從儲料筒進入針頭的過程若有空氣捲入，點出的膠點內部就會有空洞，固化後承受壓力時容易破裂。高速攝影可以觀察膠液流道，確認氣泡是在哪個節點被引入，而非靠事後切片才發現問題。

點膠針頭的流量一致性

多頭同動的點膠設備，每支針頭的出膠量是否一致，是設備對位精度與維護週期管理的核心指標。高速攝影搭配分幀分析，可以同步比對各針頭的出膠波形，快速找出偏差個體。

封裝材料流動可視化

進入封裝階段，材料的流動行為比點膠更複雜，因為涉及多種介面、溫度場與壓力場的交互作用。

Underfill 填充：毛細力驅動的底部填充膠在晶片下方的流動速度與均勻性，決定了焊球的保護效果。高速攝影可以側邊記錄膠液前沿的推進速率，識別因基板粗糙度或助焊劑殘留導致的流動不均。

Molding Compound 流動：移轉模塑（Transfer Molding）製程中，封裝膠從澆口進入模穴的充填行為影響最終包覆品質。高速攝影能捕捉料前（Flow Front）的推進姿態，找出可能形成孔洞（Void）或焊線偏移（Wire Sweep）的高風險區域。

NCA／ACA 各向異性導電膠固化：這類材料在熱壓接合時的流動行為決定了導電粒子的捕捉率。高速攝影搭配顯微鏡頭，可以追蹤粒子在壓力下的排列過程，協助設定最佳壓力曲線與升溫速率。

各製程步驟幀率需求表

東茂推薦機型

AOS L-PRI（瑞士）

全解析度 3,530 fps 的旗艦規格，搭配 AOS Imaging Studio 軟體，適合接觸式點膠的完整週期分析，以及 Underfill 填充的長時程記錄。瑞士製造的工業可靠性讓它可以直接整合進產線環境。對於需要精確量測膠點幾何形狀的應用，L-PRI 的解析度能提供足夠的畫素密度做尺寸比對。

DITECT HAS-EX（日本）

全解析度 40,000 fps 是目前東茂代理機型中幀率最高者，專為噴射式點膠的高速液滴分析而生。液滴從噴嘴射出到落板，整個飛行過程可以被完整解析成數十到數百幀，衛星滴的分裂時間點、飛行角度偏差都能精確測量。對於正在開發 Jetting 製程參數的工程師來說，HAS-EX 可以大幅縮短 DOE 週期。

DITECT HAS-D71（日本）

8,000 fps at VGA 解析度，在幀率與畫面尺寸之間取得實用平衡，適合 Transfer Molding 充填分析與多點同步觀察的場景。機身較 HAS-EX 輕巧，適合現場導入或臨時架設評估用途，也常被用於點膠設備的初步製程摸索階段。

台灣點膠設備廠與封測廠生態

台灣是全球半導體封測的重要重鎮，台灣半導體封測業對點膠與封裝製程的品質要求普遍嚴格，也帶動了本土點膠設備廠商的技術升級需求。相較於日韓市場，台灣工程師習慣在設備端自行開發製程視覺化工具，這讓高速攝影機在本地有明確的技術採購需求，不只是學術研究用途。

在材料端，台系封裝廠使用的底部填充膠、模封膠與導電膠種類繁多，不同配方對應不同流動特性，無法完全套用日本或歐洲原廠的製程參數。高速攝影在這裡扮演的角色是「讓材料行為可見」，讓台灣工程師能夠用本地材料建立自己的製程資料庫，而不是靠原廠 Application Note 猜答案。

FAQ 常見問題

高速攝影機需要搭配特殊打光嗎？

是的，高速拍攝時快門時間極短（通常在幾微秒到幾十微秒），一般環境光源遠遠不夠。點膠應用通常搭配高亮度 LED 頻閃燈或連續光源，並依觀察對象選擇背光（觀察輪廓）或側光（觀察表面紋理）。東茂在討論機型選購時也會一併建議適合的打光方案，不需要客戶自行摸索。

幀率越高越好嗎？需求幀率怎麼估算？

幀率與解析度在固定感光元件頻寬下是相互消長的，幀率越高通常代表畫面尺寸越小。估算需求幀率的基本方法是：確認目標事件的持續時間，再決定你希望這個事件被分解成幾個畫格——通常 20 幀以上才能清楚看出動作階段。例如一個 1 ms 的液滴飛行過程，若想看 20 幀，就需要 20,000 fps。

拍攝到的影片如何轉成量測數據？

AOS 機型搭配 AOS Imaging Studio，DITECT 機型搭配 HAS-Image Pro，兩者都提供幀間距離量測、速度計算、面積量測等基本分析功能。若需要更進階的 AI 缺陷辨識或自動化報告輸出，可以搭配第三方影像分析軟體串接，東茂可協助評估整合可行性。

Mega Speed MS180K V2 和 DITECT 的差異是什麼？

Mega Speed MS180K V2（加拿大）主打超高解析度與模組化設計，適合需要同時兼顧大視野與高幀率的應用場景。DITECT HAS-EX 則在極高幀率下的解析度穩定性表現突出，特別適合噴射式點膠的液滴飛行分析。兩者各有側重，東茂建議先確認主要觀察目標再選機型，我們也提供借機試拍服務。

導入高速攝影機的效益怎麼量化？

最直接的量化方式是比較「導入前後的製程 DOE 週期」與「因點膠缺陷導致的良率損失成本」。導入高速攝影輔助分析後，過去需要反覆調參數天甚至一週以上才能定位的問題，理論上可以透過逐幀比對大幅縮短排查時間，實際效益依個案製程複雜度而異。這個時間壓縮的效益，對高節拍量產線來說相當具體。

東茂提供試拍或現場評估服務嗎？

提供。東茂可安排工程師攜機至客戶廠區進行現場試拍評估，讓工程師直接看到自己的製程在高速鏡頭下的樣貌，再決定是否採購與選擇哪種機型。請來電 04-8857599 或 Email 至 service@hsc.tw 洽詢安排。