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)檢測材料,、晶圓或半導體封裝 器件內部的缺陷位置、大小和分布狀態(tài)等,，對粘接層面非常敏感,，能夠檢測出氣孔、裂紋,、夾 雜和分層等缺陷,，以波形、圖形為顯示方式的一種無損檢測工具,，可以保留在破壞性檢測中被 丟失的細微缺陷,，樣品通過檢測后可以繼續(xù)使用,；可通過對材料密度的分布檢測,，從而推導出 應力場,、裂紋變化趨勢等材料的力學性能，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，主要用于對微電子,，航空航天領域的器件,、組件和材料 進行檢測，實現(xiàn)失效分析,、可靠性分析,、過程控制、品質控制,、產(chǎn)品研發(fā),、工藝提升等。

 

 

 

     圖 1 EYE-8 超聲掃描顯微鏡

 

二,、   技術特點

 

 

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

 

 

 

     圖 2  掃描軸電機

 

 

?   分離式超聲波發(fā)射接收系統(tǒng),，配備信號高、低頻前置放大裝置,，高,、低通濾波器，保 證信號質量,，所有參數(shù)均可通過計算機軟件進行設置,，超聲系統(tǒng)信號線進行良好屏蔽， 可屏蔽內外部噪音,，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存結構,，板載緩存大，支持數(shù)據(jù)采集和處理 同步進行,，極大提高了掃描效率，采樣頻率高達 1GSample/s,，確保數(shù)據(jù)準確還原。

 

 

 

        圖 4  高速 AD 采集卡

 

 

?   支持的超聲探頭頻率高,，最高可達 300MHz,，其圖像分辨率可達幾微米，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 類靈活選用合適的超聲探頭，取得*優(yōu)的檢測效果,。

 

 

 

        圖 5  超聲探頭

 

 

?   檢測模式豐富：A,、B、C 掃描,、體掃描,、多層掃描、逐層掃描,、離線分析,、JEDEC 托盤 掃描,，3D 成像等，可用圖像的方式顯示被測件內部缺陷的位置、形狀和大小,，在此基 礎上，通過不同模式組合使用,，從不同

 

圖 6  檢測模式

 

        ?   系統(tǒng)配置有水路循環(huán)自凈過濾系統(tǒng),，具備微米級水路循環(huán)過濾系統(tǒng)，保持水的清潔,。

        ?   系統(tǒng)具有安全門開關,、限位保護和急停斷電功能，保護人身安全,。

 

 

三,、   設備主要性能指標

 

 

?   X/Y 檢測范圍：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

 

 

?   設備主機尺寸：890mm（寬）* 1000mm（深）* 1300mm（高）；

?   電力供應：～220V±22V,，50Hz,；

?   水源：設備需要去離子水，定期更換,；

?   凈化間：建議 100000 級以上,；

?   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，托盤掃

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

?  掃描過程中 A 波形實時顯示,，方便實時調整數(shù)據(jù)門；

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

?   系統(tǒng)具有開機自檢、故障診斷和故障報警指示功能;

?  多層掃描模式支持高達 100 層同時掃描,；

?  高掃描圖像分辨率可達 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、全峰值圖像,、相位圖像,、TOF     圖像實時切換；

?   信號增益等參數(shù)均可在掃描過程中更改,，實時生效,；

?   自動儲存設置參數(shù),，支持提取掃描結果的參數(shù)設置，方便二次掃描,，減少后期相 同器件的參數(shù)設置時間,，  

    提升工作效率；

?   通過相位掃描,，可實現(xiàn)缺陷自動判別,，缺陷尺寸和面積統(tǒng)計，自動計算缺陷占測 量面積的百分比,，可對分  

     層缺陷進行實時著色,；

?   支持超過多個檢測結果圖像同時顯示，并能重新進行分析處理,；

?   系統(tǒng)可對材料聲阻抗、聲速進行測量;

?   支持掃描結果進行長度測量,，可實現(xiàn)樣品厚度測量,；

?   支持對掃描結果進行文字注釋功能；

?   支持掃描圖像實時縮放功能,，方便觀測,；

?   強大的圖像處理軟件包：圖像的縮放、拖動,、測量注釋,、圖像的中值濾波，均值 濾波,，反色處理,，浮雕處  

    理，增強對比度,、增強,、偽彩色等處理功能；

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

?  強大的自動出報告功能,，支持一鍵掃描結果和 A 波形保存,，方便檢測人員后期制 作檢測報告。

六,、應用領域

 

 

  ?   半導體器件及封裝

 

塑封 IC,、FipChip、芯片級封裝 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,、半導體電子制冷器、航空航天組件等,；

?   材料檢測 金剛石復合片,、陶瓷、玻璃,、金屬,、塑料，焊接件等,；

 

七,、   應用案例

      1、 塑封IC

     2,、PBGA

       3,、FlipChip

  4、大功率整流器件55

      5,、晶閘管和IGBT

   6,、半導體制冷器

 7、陶瓷電容

       8,、封裝管殼

EYE-8 超聲掃描顯微鏡