Сканирующий акустический микроскоп (САМ) в основном применяется в упаковке флип-чипов по двум основным направлениям: неразрушающий контроль внутренних дефектов и контроль качества технологического процесса. Конкретные области применения приведены ниже:
1. Обнаружение внутренних дефектов
Локализация дефектов расслоения
Обнаружение расслоений между чипом и подложкой, а также между подзаливочным компаундом и чипом/подложкой. Идентификация положения и диапазона межфазного отслаивания по ультразвуковым сигналам отражения.
Обладает высокой чувствительностью к расслоениям на микронном уровне, позволяет обнаруживать невидимые дефекты, вызванные термическими напряжениями или нарушениями технологического процесса упаковки.
Анализ пустот в подзаливочном компаунде
Инспекция пузырьков, пустот и неравномерного распределения внутри подзаливочного компаунда, гарантирующая полное покрытие зазоров между припойными бампами клеевым составом для предотвращения концентрации механических напряжений и отказов теплоотвода.
Визуализация в режиме С-развертки наглядно отображает местоположение и коэффициент площади пустот.
Оценка качества сварки припойных бампов
Идентификация таких дефектов, как холодные сварочные швы, трещины и замыкания припойных бампов, для гарантии надежности электрического соединения.
В сочетании с визуализацией продольного среза в режиме Б-развертки проводится анализ глубины и тенденции распространения внутренних трещин в припойных бампах.
2. Оптимизация технологического процесса и контроль качества
Проверка процесса подзаливки
Мониторинг равномерности растекания и эффекта отверждения подзаливочного компаунда, оптимизация параметров дозирования для снижения доли пустот.
Поддержка испытаний на надежность
После проведения испытаний на надежность, таких как термоциклирование и механический удар, проводится сравнение результатов сканирования для оценки распространения дефектов, включая расширение расслоений и усталостные трещины припойных бампов.
Поточная автоматическая инспекция
Поддержка быстрого сканирования матриц флип-чипов, автоматическая маркировка местоположения дефектов и расчет их плотности, что повышает эффективность инспекции на производственной линии.
Технические преимущества и основные возможности
Высокоразрешающая визуализация: Использование высокочастотных ультразвуковых зондов 50–300 МГц с разрешением на микронном уровне, адаптированных для миниатюризированных структур флип-чипов.
Многомодовое сканирование
- С-развертка: Визуализация плоскостного распределения расслоений и пустот;
- Б-развертка: Анализ дефектов по глубине в продольном сечении;
- Т-развертка (томографическое сканирование): Трехмерная реконструкция внутренних структур.
Автоматический анализ: Программное обеспечение автоматически рассчитывает площадь и координаты дефектов, формирует количественные отчеты о инспекции.
Итог прикладной ценности
Благодаря неразрушающей и высокоточной визуализации САМ обеспечивает основной контроль качества при упаковке флип-чипов:
- Выявление скрытых рисков: Идентификация технологических дефектов, таких как расслоения и пустоты, на этапе упаковки для предотвращения последующих отказов устройств.
- Оптимизация эксплуатационных характеристик материалов: Проверка целостности подзаливочного компаунда для улучшения теплоотвода и механической прочности.
- Ускорение итерации технологического процесса: Оптимизация параметров упаковки на основе обратной связи по данным о дефектах и сокращение цикла научно-исследовательских разработок.
Как стандартный метод инспекции для массового производства высокоплотной упаковки чипов ЦПУ и ГПУ, САМ соответствует строгим спецификациям, включая автомобильный стандарт AEC-Q006.