3D OM 光学显微镜
3D OM 光学显微镜是利用光学干涉、焦平面堆叠或白光干涉等原理,能在非破坏情况下取得样品的 立体高度资讯(Z 轴),并同步呈现 高解析度 2D × 3D 结构影像,相较于 OM 只能提供「平面影像」,3D OM 能显示完整的 表面轮廓、粗糙度、深度差异、缺陷体积与几何量测,是半导体、电子封装与材料工程中极具价值的先进成像技术。
3D OM 以「立体高度」将本来只能用平面描述的结构,转化成具备高度资讯的三维模型,使所有制程与结构的细节能被完整量化,是许多工程分析无法缺席的技术。
1. IC Die Size 与封装外观量测
3D OM 能以高准度观察 die 的外形、边缘品质、厚度与切割一致性,同时也能量测封装外观的翘曲、凹陷、树脂表面起伏与结构倾斜等问题。这些资讯可用于切割制程验证、封装瑕疵判断或模封后的外观品质分析。
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Die 长/宽/厚度
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Edge trimming 一致性
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Chip corner 损伤
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RDL 厚度与高度分布
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Bond pad deformation
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Die attach 树脂高度
2. 焊点与金属表面 3D 结构
3D OM 可以重新构建焊点的完整立体形貌,包括焊球直径、高度、体积、湿润角,甚至可呈现 IMC 表面的表观粗糙度与 reflow 后的表面波形,3D OM 能同时提供形貌和高度,因此特别适合 PCBA、WLP、Fan-out 与高密度封装中焊点外观与高度一致性的检查。
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Solder ball 直径 / 高度
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Bump / Pillar 高低差
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Wetting behavior(润湿角)
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Voids 外部形貌
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IMC 介金属化合物表面粗糙度
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Reflow 后表面不均匀度
3. 封装与基板制程监控
3D OM 对 RDL 线路的厚度变化、Cu pillar 的顶部平坦度、Solder mask 的厚度差、bump 共面度以及封装翘曲皆能提供高度可重复、可追溯的测量数据,适合Flip-chip, WLP, Fan-out, 2.5D/3D IC 等先进封装制程,使制程工程师能快速判断批次差异与制程异常,对量产品质控制非常关键。
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Cu pillar top 平坦度(Topography)
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RDL Trace 厚度差
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Solder mask 厚度
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Bump coplanarity(共面度)
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Package warpage(翘曲)
4. 材料表面分析与制程形貌
3D OM 能精准揭露刻蚀深度、薄膜起伏、微孔洞形状、裂缝深度、表面粗糙度等资讯。因其非破坏特性,可直接应用于金属、陶瓷、玻璃、高分子、复合材料与 MEMS 微结构的分析,使其成为材料科学与制程开发中最高效的立体量测手段。
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粗糙度 Ra / Rq 计算
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镀膜均匀度验证
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刻蚀深度量测
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膜厚外观差异
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微孔洞体积判定
- 三轴自动化 3D 成像:透过 Z 轴微位移扫描结合影像演算法,能自动建构样品的 3D 立体模型,适合封装、高度控制制程、MEMS、金属材料等领域。
- 即时 3D 轮廓(3D Profile)与多模态几何量测:3D OM 可进行多种几何量测,且具备可追溯性与可重复性,对品质控管与制程工程而言是高度有用的技术。
- 多角度即时影像:3D OM 可透过可变角度光路或倾斜样品台,以不同角度拍摄观察区域,对于判断表面裂缝、立体边缘与堆叠结构极具优势。
- HDR(High Dynamic Range)高动态范围影像:在半导体与封装制程中,常见高反射金属(Cu、Al、Au)与低反射材料(树脂、IMD)同时存在,传统 OM 易出现金属过曝或树脂过暗,3D OM 的 HDR 技术可同时保留不同反射率材料的细节。
- 50–5000X 超广倍率范围:
| 倍率 | 工程应用 |
|---|---|
| 50–200X | 外观、封装缺陷、打线区观察 |
| 200–1000X | 焊点表面、介电层裂缝、刻蚀形貌 |
| 1000–5000X |
微细加工结构、粗糙度量测、MEMS 特征
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