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如“火眼金睛”的2D X-ray检测,都能完成哪些任务?

日期:2022-08-01 10:54:00 浏览量:71 标签: 外观检测 失效分析

在上期文章中[外观检测完全看不出,这枚ADM4850ARZ已经不是一般的假芯片了!]创芯检测与您共同揭露了一颗仿冒AD芯片的真实面目这枚芯片外表仿得“天衣无缝”,我们是通过2D X-ray检测,从内部发现了它与正品的差异,再用开盖测试最终“实锤”。

 

2D X-ray检测如同“火眼金睛”,可以在不破坏样品的情况下,将集成电路内部的那些肉眼不可及的结构形态呈现出来。不论是揪出仿冒芯片的“本相”,还是探查芯片失效的原因2D X-ray检测都是我们检测工程师必不可少的利器

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从原理来讲,X-ray是具有短波长的电磁波,穿透性通过不同密度的材料可在影像接收器留下深浅不同的影像X-ray运用到集成电路检测中可以无损获取样品内部影像从而观察结构缺陷今天创芯检测带来四个案例,来展示2D X-ray检测在集成电路品质检测、失效分析和工艺评估三个方面的应用。

 

1. 集成电路品质检测


集成电路结构设计一般包含晶圆、键合丝、内引脚、基岛、粘结材料、塑封料等部分,其组装的方式一般为晶圆使用粘结材料粘在基岛上方,键合丝连接晶圆与基岛及内引脚两端使其具有电气性能,而塑封料保护内部的晶圆、键合丝、内引脚、基岛结构不受破坏。

 

集成电路品质检测的核心就是检查这些内部结构是否存在缺陷;对于多颗样品的检测,则要重视各样品内部结构的一致性。通过2D X-ray检测,可在不破坏样品的前提下查看其内部结构,从而得出结论。

 

案例一:客户送检样品两颗,通过2D X-ray检测可观察到,样品一的晶圆、键合丝、内引脚、基岛、粘结材料、塑封料均没有品质缺陷,而样品二有多个引脚与晶圆之间没有键合丝连接,这是显而易见的品质缺陷。

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键合丝缺失,使得样品二的晶圆与引脚无法形成连接因此这枚集成电路也就具备电气性能。这样的芯片如果上机,必然会失效。

 

案例二:收到客户委托检测的十枚样品,客户除了要观察样品内部结构,还要对比各样品间的一致性。通过2D X-ray检测可以看到,这十枚样品内部的键合丝、晶圆、基岛、粘结等均无异常而且结构一致。

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2D X-ray检测不具有破坏性,极大方便客户探知芯片内部状态,从而避免上机失效带来的损失。而在芯片已经上机失效的情况下,2D X-ray检测也能从集成电路内部探查原因。

 

 2. 失效分析


2D X-ray检测在集成电路失效分析中具有广泛的应用,通过观察样品内部结构的问题即可快速锁定失效的原因,快速准确且一目了然。

 

2D X-ray检测的过程中,除了要观察样品的晶圆、键合丝、内引脚、基岛、粘结材料、塑封料等结构形态外,还需要观察样品是否存在crack、粘结不均、断线、搭线、塌线、内部气泡等封装缺陷。在检查小型PCB电路时则要注意焊锡球冷焊、虚焊等焊接缺陷。

 

案例:收到客户送检的一枚失效样品,通过2D X-ray检测,发现晶圆表面有烧伤点,而这就是导致样品失效的“元凶”。

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 3. 集成电路工艺评估中X-ray的应用


集成电路在设计工作完成后需评估其工艺,通过2D X-ray检测可完成一系列的评估,一般需要测量集成电路内部的晶圆尺寸、晶圆厚度、基岛尺寸、键合丝弧度、键合丝高度、粘结料爬升高度及比率这几项指标。

 

案例:样品一量测结果:

基岛尺寸:3.063MM*1.951MM

晶圆尺寸:1.241MM*0.883MM

键合丝弧度:3.787%

键合丝高度:0.514MM

晶圆厚度:0.184MM

粘结料爬升高度:0.073MM

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通过2D X-ray检测获取集成电路内部结构数据之后,芯片开发者即可评判成品是否符合设计标准,以及哪些部分还有提高的空间。

 

 

本篇讲述了2D X-ray检测的几大应用领域,不论是品质检测、失效分析还是工艺评估,2D X-ray都有广阔的用武之地。本期案例解析就到这里,感谢您的关注,我们下期再见!

 

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