芯片内部封装质量检测——Hiwave国产自研超声扫描显微镜SAT应用方案

       晶圆光刻机+日本芯片禁出口

       5月23日，日本正式出具外汇法法令修正案，条款中将先进芯片制造设备等23个品类追加列入出口管理的管制对象，将于今年7月23日正式实行。

       这已是继美国、荷兰后第三个公开限制对华出口芯片的国家，其目的已经昭然若揭——打压中国芯片行业发展。

       此修正案内涉及的设备几乎覆盖了芯片的清洗、光刻、蚀刻、薄膜沉积、热处理和检测等各道工序，也是我们中国当下制造7nm等高端芯片尚未攻克的、必须依赖他国进口的关键设备。

       荷兰ASML公司官网

       然而，与试图限制中国芯片发展的国家政治态度相反，美、荷、日的芯片厂商均有大量中国芯片及设备出口业务，均担忧本次由美挑起的“科技战”很可能减少国外企业对国内市场的控制力度。

       但这对国内芯片制造商来说，或将成为抢占市场份额的重大转折点。

       各种封装类型

       作为芯片制作重要程序之一的芯片封装（后道Back-End）环节，芯片封装的内部质量检测，行业内暂未有统一的标准和手段，以往采取X-Ray无损检测技术。但该技术一方面存在辐射问题，一方面难以做到多层封装及高精度的检测，无法满足芯片制造厂商逐步提高的质量需求。

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       因此，Hiwave和伍自2012年起，深耕无损检测领域，推出国产自研半导体专用超声扫描显微镜SAT。

       以下将分为3部分介绍：

       ①超声扫描显微镜设备是什么？

       ②Hiwave超声SAT实际检测效果什么样？

       ③Hiwave超声SAT有什么特别之处？

       超声扫描显微镜设备是什么？

       超声扫描显微镜是一种基于超声扫描成像技术的无损检测设备。由超声探头发射的超声波束，以单点聚焦的方式，沿S形扫描，汇集所得到的反射回波，由计算机软件算法转化为二维的图像。

左为二维图，右为波形图

       其中，由于不同介质内超声波的声阻抗不同，反射回的信号也会有明显差异，尤其对芯片内部的裂痕、气泡、分层等缺陷，有X-ray射线检测等其他手段所没有的对空气的高敏感度。

       超声成像图

       以下是在芯片质量检测中常使用的C扫描模式及T扫描模式原理：

       C扫描模式：由C扫探头收集反射波，经由算法辅助实时出具C扫描反射图。

       T扫描模式：由T扫描探头收集穿透工件后的超声波，实时得到超声透射图。

       Hiwave超声SAT实际检测效果什么样？

       1、芯片检测现场：

       2、一次扫描，即时成像，可查看A、B、C、T四种模式图。可对缺陷进行定性定量分析：

通过超声图像对缺陷进行分类

提供缺陷自动着色（红色区域）

       3、Hiwave和伍超声扫描显微镜可提供微米级精度检测、一次多层扫功能：

BGA封装微米级内部超声图像（右）

车规级IGBT多层封装（最高50层）检测

       Hiwave超声SAT有什么特点之处？

       为适配国内厂商的自动化生产流水线，Hiwave和伍专门配备了如下的功能：

       ①一次多层扫功能，高效得到多层芯片内部各层成像；

       ②MES系统接口，适配国内自动化工厂；

       ③自动得出缺陷面积和缺陷占比，辅助计算缺陷占比率等数据；

       ④同批次产品可进行大数据模块化质量分析；

       ⑤同类型产品支持一次校准处方；

       ⑥国产自研设备短周期交付，零部件短周期更换，高效售后。

       Hiwave和伍国产自研半导体专用超声扫描显微镜检测SAT在高效率扫描的同时，还能做到微米级精度的检测，为我国的芯片制造行业的产品质量做好保障工作！