半导体器件芯片内部失效分析 超声波扫描显微镜半导体器件芯片内部失效分析
超声波扫描显微镜（扫描频率最高可以达到２Ｇ）．扫描分辨率0.1微米.最小扫描范围为0.2mm*0.2mm. 是一种非破坏性的检测组件的完整性，内部结构和材料的内部情况的仪器，作为无损检测分析中的一种，它可以实现在不破坏物料电气性能和保持结构完整性的前提下对物料进行检测。被广泛的用在物料检验(IQC)、失效分析(FA)、质量控制(QC)、质量保证及可靠性(QA/REL)、研发(R&D))等领域。其可以检查到:１.材料内部的晶格结构，杂质颗粒．夹杂物．沉淀物．2. 内部裂纹. 3.分层缺陷.4.空洞,气泡,空隙等。 在一个较小尺寸的范围内，超声波会由于材料的物理特性发生相互作用。一旦材料的特性发生变化，样品内部的超声波就会被吸收、散射和反射。因为超声波无法很好通过空气进行传播，所以样品内的微小缝隙会被很容易的检测到。利用超声波的这种特性，可以把半导体材料内部的诸如分层，裂缝等的缺陷和不透光材料中的空隙等缺陷，成像在高分辨率的图像上，给材料的可靠性分析带来方便。
以下为C-SAM的一些说明
近年来，超声波扫描显微镜（C-SAM）已被成功地应用在电子工业，尤其是封装技术研究及实验室之中。由于超音波具有不用拆除组件外部封装之非破坏性检测能力，故C-SAM可以有效的检出IC构装中因水气或热能所造成的破坏如﹕脱层、气孔及裂缝…等。 超声波在行经介质时，若遇到不同密度或弹性系数之物质时，即会产生反射回波。而此种反射回波强度会因材料密度不同而有所差异.C-SAM即最利用此特性来检出材料内部的缺陷并依所接收之讯号变化将之成像。因此，只要被检测的IC上表面或内部芯片构装材料的接口有脱层、气孔、裂缝…等缺陷时，即可由C-SAM影像得知缺陷之相对位置。
ＸRAY 与C-SAM区别
ＸRAY：X射线可以穿过塑封料并对包封内部的金属部件成像，因此，它特别适用于评价由流动诱导应力引起的引线变形 在电路测试中，引线断裂的结果是开路，而引线交叉或引线压在芯片焊盘的边缘上或芯片的金属布线上，则表现为短路。X射线分析也评估气泡的产生和位置，塑封料中那些直径大于1毫米的大空洞，很容易探测到. 而小于1毫米的小气泡空洞,分层.就非常难检测到.用X射线检测芯片焊盘的位移较为困难，因为焊盘位移相对于原来的位置来说更多的是倾斜而不是平移，所以，在用X射线分析时必须从侧面穿过较厚的塑封料来检测。检测芯片焊盘位移更好的方法是用剖面法，这已是破坏性分析了。
C－SAM：由于超声波具有不用拆除组件外部封装之非破坏性检测能力，根据其对空气的灵敏度非常强的特性.故C-SAM可以有效的检出IC构装中因水气或热能所造成的破坏如﹕脱层、气孔及裂缝…等。 超声波在行经介质时，若遇到不同密度或弹性系数之物质时，即会产生反射回波。而此种反射回波强度会因材料密度不同而有所差异.C-SAM即最利用此特性来检出材料内部的缺陷并依所接收之讯号变化将之成像。因此，只要被检测的IC上表面或内部芯片构装材料的接口有脱层、气孔、裂缝…等缺陷时，即可由C-SAM影像得知缺陷之相对位置.
C-SAM服务
超声波扫描显微镜(C-SAM)主要使用于封装内部结构的分析，因为它能提供IC封装因水气或热能所造成破坏分析，例如裂缝、空洞和脱层。
C-SAM内部造影原理为电能经由聚焦转换镜产生超声波触击在待测物品上，将声波在不同接口上反射或穿透讯号接收后影像处理，再以影像及讯号加以分析。
C-SAM可以在不需破坏封装的情况下探测到脱层、空洞和裂缝，且拥有类似X-Ray的穿透功能，并可以找出问题发生的位置和提供接口数据。
主要应用范围：
· 晶元面处脱层
· 锡球、晶元、或填胶中之裂缝
· 晶元倾斜
· 各种可能之孔洞（晶元接合面、锡球、填胶…等）
· 覆晶构装之分析
C-SAM的主要特性：
非破坏性、无损伤检测内部结构
可分层扫描、多层扫描
实施、直观的图像及分析
缺陷的测量及百分比的计算
可显示材料内部的三维图像
对人体是没有伤害的
可检测各种缺陷（裂纹、分层、夹杂物、附着物、空洞、孔洞、晶界边界等）.
C-SAM的主要应用领域：
半导体电子行业：半导体晶圆片、封装器件、红外器件、光电传感器件、SMT贴片器件、MEMS等;
材料行业：复合材料、镀膜、电镀、注塑、合金、超导材料、陶瓷、金属焊接、摩擦界面等；
生物医学：活体细胞动态研究、骨骼、血管的研究等
与C-SAM相配套的分析手段有微焦点XRAY，SEM，DECAP，FIB
联系：clack wu,13826576722, szwkk3@188.com
中国
