【X-Ray】给元器件照X光,能发现什么?

引言
随着半导体行业新材料和新工艺的引入,芯片结构越来越复杂,IC产品在研制、生产和使用过程中发生失效是不可避免的。X-RAY检测是芯片失效分析中一种常规且有效的分析手段,它是在不破坏芯片的情况下,利用X射线透视元器件(多方向及角度可选),检测元器件的封装情况,如气泡、邦定线异常,晶粒尺寸,支架方向等。高度集成的IC芯片要求X-RAY检测分辨率为微米或纳米级,而肉眼观察很难发现这种微小缺陷。

X-Ray原理
X-Ray是利用阴极射线管产生高能量电子与金属靶撞击,在撞击过程中,因电子突然减速,其损失的动能会以X-Ray形式放出。而对于样品无法以外观方式观测的位置,利用X-Ray穿透不同密度物质后其光强度的变化,产生的对比效果可形成影像,即可显示出待测物的内部结构,进而可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。
X-Ray应用

1.可以用来检测一些金属材料及其零部件、电子元器件或者LED元件等内部是否出现了裂纹,是否存在异物;

2.可以检测分析出BGA、线路板等内部是否发生了位移;

3.可以用来检测和判断空焊,虚焊等BGA焊接是否存在断接等缺陷;

4.可以对电缆、塑料部件、微电子系统、以及胶封元件内部的情况进行检测分析;

5.用来检测陶瓷在铸件中是否存在气泡、裂缝等;

6.对IC封装进行缺陷检验,例如是否出现了层剥离,有没有爆裂的现象存在,是否有空洞等;

7.在印刷行业的应用,主要体现在电路板制作过程中是否会出现对齐不良、桥接、开路等;

8.在SMT中主要是检测焊点是否有空洞现象;

9.集成电路中,主要是检测各种连接线路中是否存在开路、短路或者不正常连接的现象;

X-Ray测试案例(一)——继电器

根据客户要求,对样品进行失效分析。

 

加直流电压前后X-Ray对比

X-Ray测试案例(二)——蜂鸣器

客户反馈上电后蜂鸣器没有声音,且该样品失效率高。

 

两种样品内部芯片打线位置存在差异;不良品中有焊线断开

X-Ray测试案例(三)——LDO

根据客户要求,对样品进行失效分析。

 

未使用样品#3和已使用样品#6的内部结构不同于黄金样本#1

X-Ray无损检测技术在半导体领域已经做到100%在线检测,成为了验证产品质量的必须手段。在半导体芯片新技术的迭代更新下,x-ray检测技术也朝着高精度、智能化方向发展,紧跟半导体的新趋势新要求。

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