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ZEISS：二級放大原理，走進電子半導(dǎo)體內(nèi)的微觀世界
閱讀：68 發(fā)布時間：2023-4-20 近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，電子元器件、封裝和引線等都變得更小，印刷電路板具有更高的密度，包含了更多的隱藏焊點、埋孔和盲孔。傳統(tǒng)檢測方法包括光學(xué)、熱成像等都已經(jīng)無法滿足當代電子檢測需求。與傳統(tǒng)檢測相比，X射線能夠穿透外部封裝并檢測內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量，這也是X射線檢測技術(shù)在電子半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用的背景。但是對于BGA(焊球陣列封裝)和CSP (芯片級封裝) 的檢測應(yīng)用，需要2微米甚至更小的分辨率，這也是傳統(tǒng)工業(yè)CT無法達到的。得益于Xradia的二級放大原理，分辨率達到500 nm，蔡司X射線顯微鏡廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備與半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域。
電子半導(dǎo)體器件內(nèi)部缺陷分析
圖片依次為PCB版，X射線三維形貌成像，虛擬切面
蔡司X射線顯微鏡采用二級放大系統(tǒng)，可以對大樣品進行高分辨三維成像；無需物理切面，Xradia Versa顯微鏡(XRM)就可以通過無損形式檢測內(nèi)部缺陷，得到高分辨虛擬切片圖像。
圖片依次為PCB版，X射線三維形貌成像，虛擬切面
使用傳統(tǒng)的2D X射線或者其他方法無法準確判斷線路是否斷裂，通過蔡司XRM的高分辨三維成像，可以觀察到樣品內(nèi)部可疑線路的缺陷。
電子半導(dǎo)體器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維分析以及逆向工程
使用蔡司Xradia Versa顯微鏡(XRM)獲取手機switch cable內(nèi)部的三維形貌及結(jié)構(gòu)，可以得到樣品的組織結(jié)構(gòu)、功能特性及技術(shù)規(guī)格等，可用于研發(fā)、質(zhì)量控制和逆向工程等領(lǐng)域。
蔡司X射線顯微鏡工作原理
△蔡司X射線顯微鏡的兩級放大光路
如圖所示，在X射線顯微鏡測試中，樣品沿z軸旋轉(zhuǎn)，X射線光束打入樣品中，吸收后的信號通過閃爍體收集屏轉(zhuǎn)化為可見光信號，實現(xiàn)幾何放大。再經(jīng)過光學(xué)物鏡進行二次放大，進入CCD進行成像。每一個旋轉(zhuǎn)和掃描的步進單元，記錄一次投影圖案。最終再根據(jù)可視化分析軟件的三維重構(gòu)算法，將不同入射角度的X射線投影圖進行重構(gòu)從而獲得樣品內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)。
新型亞微米級三維X射線成像系統(tǒng)
基于高分辨率和襯度成像技術(shù)，蔡司Xradia Versa顯微鏡(XRM)大大拓展了亞微米級無損成像的研究界限。傳統(tǒng)斷層掃描技術(shù)依賴于單一幾何放大，而XRM則采用光學(xué)和幾何兩級放大，同時使用可以實現(xiàn)更快亞微米級分辨率的高通量成像，空間分辨率可達到500nm。大工作距離下高分辨成像技術(shù)(RaaD)能夠?qū)Τ叽绺?、密度更高的樣?包括零件和設(shè)備)進行無損高分辨率3D成像。此外，可選配的平板探測器技術(shù)(FPX)能夠?qū)Υ篌w積樣品進行快速宏觀掃描，為樣品內(nèi)部感興趣區(qū)域的掃描提供了定位導(dǎo)航。