德國(guó)KSI  硅片鍵合缺陷檢測(cè)系統(tǒng) / IGBT模組缺陷檢測(cè)系統(tǒng)
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超聲波掃描顯微鏡，英文是：Scanning Acoustic Microscope，簡(jiǎn)稱(chēng)SAM，由于它的主要工作模式是C模式，因此也簡(jiǎn)稱(chēng)：C-SAM?，F(xiàn)在做失效分析的第三方實(shí)驗(yàn)室里，這個(gè)設(shè)備直接被通稱(chēng)為C-SAM，就像X射線(xiàn)透射機(jī)被通稱(chēng)為X-Ray一樣。

上個(gè)世紀(jì)的90年代中，微電子器件的大規(guī)模生產(chǎn)制程中，發(fā)現(xiàn)IC的Die上下表面脫層，錫球/芯片裂縫、或填膠中的裂縫、封裝材料（很多塑封材料） 內(nèi)部的氣孔等缺陷，無(wú)法用常規(guī)的X-ray失效分析手段檢測(cè)到，此時(shí)，一種新型的測(cè)試技術(shù)被引入到芯片的后封裝測(cè)試領(lǐng)域，它就是超聲波掃描顯微鏡。說(shuō)是顯 微鏡，其實(shí)它與常規(guī)的光學(xué)顯微鏡兩者沒(méi)有任何關(guān)系，只是因?yàn)檫@個(gè)設(shè)備是由國(guó)外廠(chǎng)家先行研發(fā)并投入到生產(chǎn)領(lǐng)域，這個(gè)名字也是直接從外文直譯過(guò)來(lái)，因此中 文嚴(yán)格可以稱(chēng)為：中高頻超聲波無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，或許更為合適。

工作原理

超聲波掃描顯微鏡有兩種工作模式：基于超聲波脈沖反射和透射模式工作的。反射模式是主要的工作模式，它的特點(diǎn)是分辨率高，對(duì)待測(cè)樣品厚度的沒(méi)有限制。透射模式只在半導(dǎo)體企業(yè)中用作器件篩選。

該系統(tǒng)的核心就是帶壓電陶瓷的微波鏈，壓電陶瓷在射頻信號(hào)發(fā)生的激勵(lì)下，產(chǎn)生短的聲脈沖，隨后這些聲脈沖被聲透鏡聚焦在一起，超聲波掃描顯微鏡的這 個(gè)帶壓電陶瓷的部件叫換能器，英文是：Transducer。換能器既能把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波信號(hào)，又能把從待測(cè)樣品反射或透射回來(lái)的聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)，送回系統(tǒng)進(jìn)行處理。

換能器負(fù)責(zé)將電磁脈沖轉(zhuǎn)換成聲脈沖，離開(kāi)換能器后，聲波被聲透鏡通過(guò)耦合介質(zhì)（一般是去離子水或無(wú)水酒精等）聚焦在樣品上。耦合介質(zhì)是為了防止超聲 波信號(hào)快速衰減，因?yàn)槌暡ㄐ盘?hào)在一些稀疏介質(zhì)中傳播是，會(huì)快速衰減。樣品置于耦合介質(zhì)中，只要聲波信號(hào)在樣品表面或者內(nèi)部遇到聲波阻抗介面（如遇到孔 隙、氣泡、裂紋等），就會(huì)發(fā)生反射。

換能器接收到反射信號(hào)后，會(huì)將其轉(zhuǎn)換成電脈沖，超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖后表征為256級(jí)灰度值。每只換能器都有其特定的超聲波頻率，凱斯安公司可以針對(duì)用戶(hù)的需要特別配置。這個(gè)過(guò)程就是超聲波掃描顯微鏡反射工作模式的基本過(guò)程。

另一種工作模式叫透射模式。透射掃描時(shí)，樣品下方要安裝另外一只換能器，這只換能器會(huì)接收所有完全穿透樣品的超聲波信號(hào)。根據(jù)接收的信號(hào)就能還原出各種超聲波C掃圖像。

在失效分析中的應(yīng)用

• 晶圓面處分層缺陷

• 錫球、晶圓、或填膠中的開(kāi)裂

• 晶圓的傾斜

• 各種可能之孔洞（晶圓接合面、錫球、填膠…等）

在失效分析中的優(yōu)勢(shì)

• 非破壞性、無(wú)損檢測(cè)材料或IC芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)

• 可分層掃描、多層掃描

• 實(shí)施、直觀(guān)的圖像及分析

• 缺陷的測(cè)量及缺陷面積和數(shù)量統(tǒng)計(jì)

• 可顯示材料內(nèi)部的三維圖像

• 對(duì)人體是沒(méi)有傷害的

• 可檢測(cè)各種缺陷（裂紋、分層、夾雜物、附著物、空洞、孔洞等）

應(yīng)用領(lǐng)域

• 半導(dǎo)體電子行業(yè)：半導(dǎo)體晶圓片、封裝器件、大功率器件IGBT、紅外器件、光電傳感器件、SMT貼片器件、MEMS等;

• 材料行業(yè)：復(fù)合材料、鍍膜、電鍍、注塑、合金、超導(dǎo)材料、陶瓷、金屬焊接、摩擦界面等；

• 生物醫(yī)學(xué)：活體細(xì)胞動(dòng)態(tài)研究、骨骼、血管的研究等.