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超聲掃描顯微鏡技術特點及行業(yè)應用

  • 發(fā)布日期:2021-07-23      瀏覽次數:1722
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      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;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、產品研發(fā)、工藝提升。

       

       

       

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           圖 1 EYE-8 超聲掃顯微鏡


       

      二、   技術特點

       

       

      ?   掃描軸用線性環(huán)控制高速靜位精度,能實現(xiàn)精確掃,另外 其掃描范圍高達 400mm x 400mm不僅適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。

       

       

       

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           圖 2  掃描軸電機

       

       

      ?   分離式聲波發(fā)統(tǒng),備信號、頻前置大裝置,低通濾器,保 證信號質所有參數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。

       

       

       

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             圖 3  超聲系統(tǒng)

       

       

      ?   采用高速 A/D 數據采集卡支持雙通道內存結構,板載緩存大,支持數據采集和處理 同步進行,極大提高了掃描效率,采樣頻率高達 1GSample/s,確保據準確還原。


       

       

       

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              圖 4  高速 AD 采集卡

       

       

      ?   支持的聲探頻率,最高可達 300MHz,其圖像辨率達幾米,另由于其 超聲系統(tǒng)帶寬范圍廣5-300MHz,適配的探頭頻率范圍大5-300MHz可根據器件種 類靈活選用合適的超聲探頭,取得*優(yōu)的檢測效果。

       

       

       

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              圖 5  超聲探頭

       

       

      ?   檢測模式豐富A、BC 掃描、體掃描、多層掃描逐層掃描、離線分析、JEDEC 托盤 掃,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,通過不同合使用從不同

       

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      圖 6  檢測模式

       

              ?   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;

      ?   高速數據采集卡(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,方便實時調整數據門;

      ?   通過軟件設置掃描軌跡參數,B、C       掃描的起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;

      ?   信號增益等參數均可在掃描過程中更改,實時生效;

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

          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,也可存為帶掃描參數的 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

       

       

        ?   器件封裝

       

      塑封 IC、FipChip、級封裝 CSP、BGA、塑封Molded Underfill (MUF)、混合多 芯片模組(MCM、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;

       

      ?   電子 多層陶瓷電MLCC、陶瓷封裝管殼、半導體電子制冷器、航空航天組件等;

      ?   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

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           2、PBGA

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             3、FlipChip

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        4、大功率整流器件55

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            5、晶閘管和IGBT


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         6、半導體制冷器

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       7、陶瓷電容

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             8、封裝管殼

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      EYE-8 超聲掃描顯微鏡


       

       

       

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