“这是昆仑1的KL-bUS总线仲裁器芯片,是昆仑1第2版设计中唯一一颗达到81%良率、能批产的芯片。”胡教授介绍道,“今天,咱们就用这台键合机,亲手封一颗看看。”
他走到载物台前,把芯片放在载物台上,用真空吸笔固定好。
动作很轻,像在摆一件易碎的瓷器。然后从旁边拿起一个引线框架,对准芯片的位置,轻轻放下。
引线框架是银灰色的,上面的引脚排列整齐,每一根都镀着金,在灯光下闪着光。
他直起腰,退后一步,看了看键合机。
然后走到控制柜后面,打开柜门,蹲下来,手里拿着一个万用表,开始测电压。
一组一组地测,每一组都要测三遍,确认无误才在笔记本上记一笔。
“±5V,正常。”
“±12V,正常。”
“24V驱动电源,正常。”
他合上笔记本,站起来,关上柜门。
“电源稳了。”
他走到操作台前,面前是午马机的显示器。
他坐下来,手指在键盘上敲了几下,屏幕上跳出一行行参数,焊点坐标、超声功率、焊接时间、压力设定值,全部加载完毕。
“工艺参数已写入。”
他最后来到控制台前,没有丝毫犹豫,将启动按钮按了下去,显然这个事情做过不少次。
键合机动了。
运动平台发出低沉的嗡嗡声,载着芯片滑到显微镜下方。
光栅尺的读数在午马机的显示器上跳动,数字飞快地变化,最后停在目标位置。
粗定位平台在几十毫秒内将芯片送到视野中央。
环形光源亮起来,白光从四周打在芯片表面,焊盘的图像实时显示在屏幕上。
金色的方形焊盘,边缘清晰,排列成两列,每列12个。
图像预处理芯片开始工作了。
中值滤波去除噪声,对比度增强让焊盘和背景的界限更分明,自适应二值化把灰度图像变成黑白二值图像,焊盘是白的,背景是黑的。
特征提取芯片接踵而至。
它扫描每一行像素,找出连续的白像素段,归并成连通域,计算每个焊盘的质心坐标。
位置偏差计算芯片做减法,实测坐标减去理想坐标,得到Δx和ΔY。
微动台动了起来。
压电陶瓷在驱动电压的作用下伸长,以纳米级的步长移动,补偿偏差。
整个过程不到50毫秒。
车间里安静得能听见日光灯镇流器的嗡嗡声。
键合头下降了。
陶瓷劈刀压住金丝,超声换能器开始振动,每秒几万次的振动,通过劈刀传递到金丝和焊盘的接触面上。
原子在压力和振动的共同作用下互相扩散,形成牢固的冶金结合。
20毫秒后,键合头抬起。
金丝被拉断,在焊盘上留下一个圆形的焊点。圆润,光亮。
运动平台移动到下一个焊点。
重复。
午马机的显示器上,每一个焊点的图像实时显示,旁边跳出一个绿色的“oK”。
第1个焊点:oK。
第2个焊点:oK。
第3个焊点:oK。
……
胡教授站在观察窗前,双手背在身后,一动不动。
他的眼睛盯着键合头的每一次起落,嘴角抿成一条线。
陈光远抱着胳膊,靠在旁边的实验台上,表情看不出什么,但手指在胳膊上轻轻叩着,一下一下。
大家都盯着午马机的屏幕,安静地听着,像在听一首熟悉的曲子。
……
第23个焊点:oK。
第24个焊点:oK。
屏幕上跳出一行字:boNdIN pASS.
胡教授走到载物台前,用真空吸笔把芯片吸起来,放在显微镜下。
调焦,观察。
焊点圆润、光亮,直径均匀,边缘整齐,没有拉尖,没有偏移,每一个焊点都像用圆规画出来的,整整齐齐地排列在金色的焊盘上。
他看了很久。
然后直起腰,转过身,看着陈光远。
“这颗芯片,”他的声音有些沙哑,“可以送测试了。”
陈光远接过芯片,也放在显微镜下看了看,点了点头。
“这台机器,可以定型了。”
胡教授把芯片装进一个防静电盒子里,盖好盖子。
他从兜里掏出钢笔,在盒盖上写字,写得很慢,一笔一画,像是在确认什么。
写完,他又打开盒子看了一眼,才重新盖上。
KL-bUS/第2版/键合样片/
陈光远拿起那个盒子,看了看,又放下。
他走到键合机前面,伸手摸了摸机柜