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半导体塑封、粘片与焊接缺陷检测用超声扫描显微镜

2020-11-2067人浏览

超声扫描显微镜(以下简称“C-SAM设备”)是半导体封装制造行业常用的质量检测与失效分析仪器,对于检测封装制造过程中的多种常见缺陷具有独特的效果。 

我们整理出了一些典型的缺陷形式和超声检测图像,供大家参考。以下所有超声检测图像均来自于上海思为仪器制造有限公司(以下简称"思为仪器”)的超声扫描显微镜。

 
 
 

一、塑封分层、空洞缺陷的超声检测

塑料封装与引线框架分层(脱粘)是封装制造过程中常见的缺陷类型。该缺陷的存在,造成塑封无法有效保护芯片工作,水汽容易侵入,严重影响器件的寿命和可靠性。只有使用超声检测方法,才能有效检查该缺陷是否存在。

图1  TO-252封装的塑封分层超声扫描图像

图2 TO-220 注塑工艺异常造成的分层缺陷

图3 塑封料内部的空洞缺陷

二、半导体装片/粘片缺陷的超声检测

装片/粘片工序是封装制造过程的关键工序,装片/粘片过程中存在的空洞会造成器件在使用过程中散热能力不足,影响使用寿命和可靠性。使用超声检测方法,可以快速有效地识别装片/粘片空洞缺陷。

图4  分立器件芯片粘片空洞超声扫描图像

图5  IGBT模组断层扫描图像

三、半导体焊接缺陷的超声检测

焊接过程会产生气泡和空洞,会造成器件在使用过程中散热能力不足,影响使用寿命和可靠性。使用超声检测方法,可以快速有效地识别焊接空洞缺陷。

图6 分立器件热沉焊接空洞超声扫描图像

图7 晶闸管焊接缺陷超声扫描图像

综上,造成上述缺陷的原因包括模具损坏、材料失配、设备异常等。因此,在各工艺环节中的合适位置加入超声检测环节,将有利于提高产品质量与可靠性。

四、思为仪器的 C-SAM设备

目前,行业内使用的超声扫描显微镜,基本上被美、日、德品牌垄断。思为仪器团队和伍精密从2012年开始跟踪国际先进的超声扫描显微镜设备。在消化吸收国外先进技术的基础上,进行相关原理创新,建立了各模块子系统供应链。根据国内市场的特点,逐步建立从低频到高频、从低速到高速、从微型到大型的健全产品系列。

 

近日,思为仪器团队和伍精密成功研发出“YTS500超声扫描显微镜”产品,具有扫描速度快、体积小、重量轻、操作便捷等特点,整机价格仅为进口产品的三分之一左右。该产品更加适合集成电路、分立器件产线需求,将超声扫描显微镜从分析科学领域进一步推广至制程管控检测领域。

 

“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”,思为仪器将持续致力于超声扫描显微镜的普及化和国产化。


YTS500 一体式超声扫描显微镜

ZMS400 桌面式超声扫描显微镜

GSS300 高速型超声扫描显微镜

 DXS200 大尺寸超声扫描显微镜

YTS100 一体式超声扫描显微镜

★思为仪器C-SAM设备的应用场景 ★

01

用于装片的每批的首件检验焊料空洞率

02

用于每隔一小时检测装片空洞率,确保工艺稳定

03

用于检测塑封的每批首件检验分层和空洞

04

用于塑封每隔一小时检测分层和空洞,确保工艺稳定

05

采购的每批塑封料要检测分层和空洞

06

用于顾客投诉时失效分析

07

用于合格率低时,进行分析

客户装机现场