EYE-8 超聲掃描顯微鏡

 

 

 

一、   概述

EYE-8 超聲掃描顯微鏡主要利用高頻的超聲波(5MHz 以上)檢測(cè)材料,、晶圓或半導(dǎo)體封裝 器件內(nèi)部的缺陷位置,、大小和分布狀態(tài)等，對(duì)粘接層面非常敏感,，能夠檢測(cè)出氣孔、裂紋,、夾 雜和分層等缺陷,，以波形、圖形為顯示方式的一種無(wú)損檢測(cè)工具,，可以保留在破壞性檢測(cè)中被 丟失的細(xì)微缺陷,，樣品通過(guò)檢測(cè)后可以繼續(xù)使用；可通過(guò)對(duì)材料密度的分布檢測(cè),，從而推導(dǎo)出 應(yīng)力場(chǎng),、裂紋變化趨勢(shì)等材料的力學(xué)性能，在判別材料密度差異,、彈性模量,、厚度等特性和幾 何形狀的變化方面也具有一定的能力，主要用于對(duì)微電子,，航空航天領(lǐng)域的器件,、組件和材料 進(jìn)行檢測(cè),，實(shí)現(xiàn)失效分析、可靠性分析,、過(guò)程控制,、品質(zhì)控制、產(chǎn)品研發(fā),、工藝提升等,。

 

 

 

     圖 1 EYE-8 超聲掃描顯微鏡

 

二、   技術(shù)特點(diǎn)

 

 

?   掃描軸采用線性電機(jī)閉環(huán)控制,，高速靜音,，定位精度高，能實(shí)現(xiàn)快速精確掃描,，另外 其掃描范圍高達(dá) 400mm x 400mm,，不僅適用單個(gè)器件的快速掃描分析，也可放置批量 器件同步掃描,，配合自動(dòng)缺陷識(shí)別功能,，可快速篩選出不合格品。

 

 

 

     圖 2  掃描軸電機(jī)

 

 

?   分離式超聲波發(fā)射接收系統(tǒng),，配備信號(hào)高,、低頻前置放大裝置，高,、低通濾波器,，保 證信號(hào)質(zhì)量，所有參數(shù)均可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)置,，超聲系統(tǒng)信號(hào)線進(jìn)行良好屏蔽,， 可屏蔽內(nèi)外部噪音，信噪比高,。

 

 

 

       圖 3  超聲系統(tǒng)

 

 

?   采用的高速 A/D 數(shù)據(jù)采集卡支持雙通道內(nèi)存結(jié)構(gòu),，板載緩存大，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集和處理 同步進(jìn)行,，極大提高了掃描效率,，采樣頻率高達(dá) 1GSample/s，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確還原,。

 

 

 

        圖 4  高速 AD 采集卡

 

 

?   支持的超聲探頭頻率高,，最高可達(dá) 300MHz，其圖像分辨率可達(dá)幾微米,，另外由于其 超聲系統(tǒng)帶寬范圍廣：5-300MHz,，適配的探頭頻率范圍大：5-300MHz，可根據(jù)器件種 類(lèi)靈活選用合適的超聲探頭,，取得*優(yōu)的檢測(cè)效果,。

 

 

 

        圖 5  超聲探頭

 

 

?   檢測(cè)模式豐富：A,、B、C 掃描,、體掃描,、多層掃描、逐層掃描,、離線分析,、JEDEC 托盤(pán) 掃描，3D 成像等,，可用圖像的方式顯示被測(cè)件內(nèi)部缺陷的位置,、形狀和大小，在此基 礎(chǔ)上,，通過(guò)不同模式組合使用,，從不同

 

圖 6  檢測(cè)模式

 

        ?   系統(tǒng)配置有水路循環(huán)自?xún)暨^(guò)濾系統(tǒng)，具備微米級(jí)水路循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng),，保持水的清潔,。

        ?   系統(tǒng)具有安全門(mén)開(kāi)關(guān)、限位保護(hù)和急停斷電功能,，保護(hù)人身安全,。

 

 

三、   設(shè)備主要性能指標(biāo)

 

 

?   X/Y 檢測(cè)范圍：400mm×400mm,；

?   Z 方向聚焦行程：100mm,；

?   最大掃描速度：1000mm/s；

?   掃描軸最高分辨率：0.5μm,；

?   重復(fù)精度：±1μm,；

?   脈沖發(fā)射、接收器最高接收帶寬：5-300MHz,；

?   換能器適配范圍：5-300MHz,；

?   高速數(shù)據(jù)采集卡（A/D 卡）采樣頻率：1GSample/s；

 

 

四,、   安裝條件

 

 

?   設(shè)備主機(jī)尺寸：890mm（寬）* 1000mm（深）* 1300mm（高）；

?   電力供應(yīng)：～220V±22V,，50Hz,；

?   水源：設(shè)備需要去離子水，定期更換,；

?   凈化間：建議 100000 級(jí)以上,；

?   環(huán)境溫度：15℃ - 35℃；

 

五,、   主要軟件功能

 

           ?  掃描模式：A 掃描,、B 掃描,、C 掃描、輪廓掃描,，多層掃描,，相位掃描，逐層掃描,， 塊掃描模式,，托盤(pán)掃

                   描，   離線分析,，3D 掃描,，透射掃描（選配）等；

?  掃描過(guò)程中 A 波形實(shí)時(shí)顯示,，方便實(shí)時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)門(mén),；

?   通過(guò)軟件設(shè)置掃描軌跡參數(shù),B、C       掃描的起始位置可在掃描范圍內(nèi)任意設(shè)置,；

?   系統(tǒng)具有開(kāi)機(jī)自檢,、故障診斷和故障報(bào)警指示功能;

?  多層掃描模式支持高達(dá) 100 層同時(shí)掃描；

?  高掃描圖像分辨率可達(dá) 10000 * 10000,；

?   前表面跟隨功能,，在器件稍有不平整的情況下能正常完成掃描；

?   正,、負(fù),、全峰值圖像、相位圖像,、TOF     圖像實(shí)時(shí)切換,；

?   信號(hào)增益等參數(shù)均可在掃描過(guò)程中更改，實(shí)時(shí)生效,；

?   自動(dòng)儲(chǔ)存設(shè)置參數(shù),，支持提取掃描結(jié)果的參數(shù)設(shè)置，方便二次掃描,，減少后期相 同器件的參數(shù)設(shè)置時(shí)間,，  

    提升工作效率；

?   通過(guò)相位掃描,，可實(shí)現(xiàn)缺陷自動(dòng)判別,，缺陷尺寸和面積統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)計(jì)算缺陷占測(cè) 量面積的百分比,，可對(duì)分  

     層缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)著色,；

?   支持超過(guò)多個(gè)檢測(cè)結(jié)果圖像同時(shí)顯示，并能重新進(jìn)行分析處理；

?   系統(tǒng)可對(duì)材料聲阻抗,、聲速進(jìn)行測(cè)量;

?   支持掃描結(jié)果進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量,，可實(shí)現(xiàn)樣品厚度測(cè)量；

?   支持對(duì)掃描結(jié)果進(jìn)行文字注釋功能,；

?   支持掃描圖像實(shí)時(shí)縮放功能,，方便觀測(cè)；

?   強(qiáng)大的圖像處理軟件包：圖像的縮放,、拖動(dòng),、測(cè)量注釋、圖像的中值濾波,，均值 濾波,，反色處理，浮雕處  

    理,，增強(qiáng)對(duì)比度,、增強(qiáng)、偽彩色等處理功能,；

?  掃描結(jié)果可保存為：bmp,、jpg 圖像，也可保存為帶掃描參數(shù)的 csam 文件,；

?  強(qiáng)大的自動(dòng)出報(bào)告功能,，支持一鍵掃描結(jié)果和 A 波形保存，方便檢測(cè)人員后期制 作檢測(cè)報(bào)告,。

六,、應(yīng)用領(lǐng)域

 

 

  ?   半導(dǎo)體器件及封裝

 

塑封 IC、FipChip,、芯片級(jí)封裝 CSP,、BGA（金屬、塑封）,、Molded Underfill (MUF),、混合多 芯片模組（MCM）、堆疊芯片成像（SDI）,、分立器件,、IGBT 等大功率半導(dǎo)體器件等；

 

  ?   晶圓

 

鍵合晶圓,、MEMS,、LED、BSI Sensors,、 TSV 等；

 

?   其他微電子 多層陶瓷電容（MLCC）、陶瓷封裝管殼,、半導(dǎo)體電子制冷器,、航空航天組件等；

?   材料檢測(cè) 金剛石復(fù)合片,、陶瓷,、玻璃、金屬,、塑料,，焊接件等；

 

七,、   應(yīng)用案例

      1,、 塑封IC

     2、PBGA

       3,、FlipChip

  4,、大功率整流器件55

      5、晶閘管和IGBT

   6,、半導(dǎo)體制冷器

 7,、陶瓷電容

       8、封裝管殼

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