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封裝質量**衛士——超聲波掃描顯微鏡


隨著科技進步,大家對消費電子的需求更加多樣化:功能要求更多,需要增加更多芯片來實現;輕量化、小型化,需要進一步縮小芯片封裝面積;信息傳輸高速化,充放電速度高速化,散熱效率高速要求,需要芯片耐高壓、高頻和散熱進一步提升。

為了滿足這些需求,芯片封裝面積越來越小,立體結構越來越多,對封裝中剝離、空洞、裂紋要求也越來越嚴格。超聲波掃描顯微鏡(SAT)通過發射高頻超聲波傳遞到樣品內部,在經過兩種不同材質之間界面時,由于不同材質的聲阻抗不同,對聲波的吸收和反射程度的不同,進而采集的反射或者穿透的超聲波能量信息或者相位信息的變化來檢查樣品內部出現的分層、裂縫或者空洞等缺陷。

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下面通過幾個案例來感受一下這些需求的變化:

傳統封裝掃描圖像

從SAT圖像看芯片表面發白位置有明顯分層;對缺陷位置可以進行著色,并分析數據,判定OK或NG。

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25MHz-17mm

Flip-Chip封裝(塑封后MUF)


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140MHz-5.2mm   WhiteBump


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140MHz-5.2mm    Underfill分層


Flip-Chip封裝(Bare Die)


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250MHz-2.0mm   WhiteBump       250MHz-2.0mm  Underfill分層


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 250MHz-2.9mm   良品               250MHz-2.9mm  WhiteBump


TIM Coverage分析

1、對需要分析的區域進行缺陷分析或膠層覆蓋率分析;

2、設定閾值后可以自動判定OK或NG;

3、設定值有:缺陷面積、缺陷面積率、*大缺陷面積、*大缺陷面積率、缺陷直徑、膠面覆蓋率。

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從上面幾個測試案例我們不難看出目前應用較多的FC產品結構尺寸越來越小,對bump和underfill檢測,需要使用高頻探頭(140MHz、200MHz、250MHz)來實現;裸芯的封裝對散熱要求則需要評定TIM膠的覆蓋率。