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工業(yè)“火眼金睛”的2D X-ray檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用案例分析

發(fā)布時(shí)間：2022-08-31 08:35:23

工業(yè)X射線檢測(cè)設(shè)備2D X-ray檢測(cè)如同“火眼金睛”，可以在不破壞樣品的情況下，將集成電路內(nèi)部的那些肉眼不可及的結(jié)構(gòu)形態(tài)呈現(xiàn)出來。不論是揪出仿冒芯片的“本相”，還是探查芯片失效的原因，2D X-ray檢測(cè)都是我們檢測(cè)工程師必不可少的利器。

X-ray檢測(cè)設(shè)備

從原理來講，X-ray是具有短波長的電磁波，穿透性強(qiáng)，通過不同密度的材料可在影像接收器留下深淺不同的影像。X-ray運(yùn)用到集成電路檢測(cè)中，可以無損獲取樣品內(nèi)部影像，從而觀察結(jié)構(gòu)缺陷。今天，創(chuàng)芯檢測(cè)帶來四個(gè)案例，來展示2D X-ray檢測(cè)在集成電路品質(zhì)檢測(cè)、失效分析和工藝評(píng)估三個(gè)方面的應(yīng)用。

1. 集成電路品質(zhì)檢測(cè)

集成電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般包含晶圓、鍵合絲、內(nèi)引腳、基島、粘結(jié)材料、塑封料等部分，其組裝的方式一般為晶圓使用粘結(jié)材料粘在基島上方，鍵合絲連接晶圓與基島及內(nèi)引腳兩端使其具有電氣性能，而塑封料保護(hù)內(nèi)部的晶圓、鍵合絲、內(nèi)引腳、基島結(jié)構(gòu)不受破壞。

集成電路品質(zhì)檢測(cè)的核心，就是檢查這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在缺陷；對(duì)于多顆樣品的檢測(cè)，則要重視各樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一致性。通過2D X-ray檢測(cè)，可在不破壞樣品的前提下查看其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而得出結(jié)論。

案例一：客戶送檢樣品兩顆，通過2D X-ray檢測(cè)可觀察到，樣品一的晶圓、鍵合絲、內(nèi)引腳、基島、粘結(jié)材料、塑封料均沒有品質(zhì)缺陷，而樣品二有多個(gè)引腳與晶圓之間沒有鍵合絲連接，這是顯而易見的品質(zhì)缺陷。

X-ray檢測(cè)設(shè)備

鍵合絲缺失，使得樣品二的晶圓與引腳無法形成連接，因此這枚集成電路也就不具備電氣性能。這樣的芯片如果上機(jī)，必然會(huì)失效。

案例二：收到客戶委托檢測(cè)的十枚樣品，客戶除了要觀察樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還要對(duì)比各樣品間的一致性。通過2D X-ray檢測(cè)可以看到，這十枚樣品內(nèi)部的鍵合絲、晶圓、基島、粘結(jié)等均無異常而且結(jié)構(gòu)一致。

X-ray檢測(cè)

2D X-ray檢測(cè)不具有破壞性，極大方便客戶探知芯片內(nèi)部狀態(tài)，從而避免上機(jī)失效帶來的損失。而在芯片已經(jīng)上機(jī)失效的情況下，2D X-ray檢測(cè)也能從集成電路內(nèi)部探查原因。

2. 失效分析

2D X-ray檢測(cè)在集成電路失效分析中具有廣泛的應(yīng)用，通過觀察樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的問題，即可快速鎖定失效的原因，快速準(zhǔn)確且一目了然。

在2D X-ray檢測(cè)的過程中，除了要觀察樣品的晶圓、鍵合絲、內(nèi)引腳、基島、粘結(jié)材料、塑封料等結(jié)構(gòu)形態(tài)外，還需要觀察樣品是否存在crack、粘結(jié)不均、斷線、搭線、塌線、內(nèi)部氣泡等封裝缺陷。在檢查小型PCB電路時(shí)，則要注意焊錫球冷焊、虛焊等焊接缺陷。

案例：收到客戶送檢的一枚失效樣品，通過2D X-ray檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)晶圓表面有燒傷點(diǎn)，而這就是導(dǎo)致樣品失效的“元兇”。

X-ray檢測(cè)技術(shù)