目前,針對封裝和組裝過程采用的測試方式主要包括人工目檢、飛針測試、針床測試ICT(Incircuittester)、自動光學(xué)檢查AOI(AutomaticOpticalInspection)和功能測試(FunctionalTester)等。但這些方法已不能滿足各種先進(jìn)封裝器件的測試要求。
以芯片尺寸封裝CSP為例:CSP的種類很多,有柔性封裝CSP、剛性基板CSP、引線框架CSP、柵陣引線型CSP和微小模塑型CSP等。不同的CSP結(jié)構(gòu),其技術(shù)也不盡相同,但都是基于兩項技術(shù):倒裝焊(FCB)和球柵陣列(BGA)。首先,倒裝焊技術(shù)有3種電氣連接方法:焊球凸點(diǎn)法(Solderbump),熱壓焊法(和熱超聲焊法)(圖1.1)、導(dǎo)電膠粘接法(圖1.2)。無論哪一種電氣連接方式,凸點(diǎn)的連接在封裝過程中都是不可見的。
圖1.1熱超聲焊法示意圖
圖1.2導(dǎo)電膠粘接法
其次,在封裝過程中,焊盤長期暴露在空氣中,容易產(chǎn)生氧化,從而所有的連接點(diǎn)都可能出現(xiàn)缺陷:包括連接焊點(diǎn)的裂縫、沒有連接上、焊點(diǎn)的空洞過多、導(dǎo)線和導(dǎo)線壓焊的缺陷,以及裸片和連接界面的問題。
此外,焊盤硅片在封裝過程中會因壓力產(chǎn)生微小裂紋,導(dǎo)電膠連接的膠體也會在封裝過程中產(chǎn)生氣泡。這些都對極大規(guī)模集成電路的封裝質(zhì)量會產(chǎn)生影響。而凸點(diǎn)連接、連接點(diǎn)虛焊以及硅片微小裂紋、膠體氣泡等表面不可見缺陷都無法用AOI技術(shù)來判斷。傳統(tǒng)的電氣功能性測試既需要對所檢測對象的功能有很明確的認(rèn)識,也需要檢測技術(shù)人員具有很高的測試技能,電氣功能測試設(shè)備復(fù)雜,測試成本高,測試的成果依賴于檢測人員的技術(shù)水平。這就給極大規(guī)模集成電路的封裝測試帶來了新的難題。
同樣地,對如圖1.3所示的SiP系統(tǒng)級封裝來說,都采用了多芯片組件技術(shù)和3D封裝兩大技術(shù)。除存在上述2D封裝中的檢測問題外,還由于多層布線或者是層間疊裝互聯(lián)的復(fù)雜3D封裝技術(shù),使得SiP芯片從裸片到封裝以及到印刷電路板的3D質(zhì)量檢測都變得更加復(fù)雜,AOI技術(shù)也完全不能解決層間疊裝、多層布線引起的不可見缺陷質(zhì)量控制問題。
圖1.3裸片堆疊封裝的CT圖像
而對于LED封裝來說,在芯片貼裝、注膠等過程中經(jīng)常會出現(xiàn)圖1.4所示的內(nèi)部氣泡,從而影響最終的LED終端產(chǎn)品質(zhì)量,不利于我國自主LED產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
圖1.4LED封裝后X光檢測的氣泡圖像
為了有效地解決2D和3D封裝等過程出現(xiàn)的內(nèi)部缺陷檢測問題,出現(xiàn)了將X-RAY檢測技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體封測過程,與前述五種測試方法相比具有更多的優(yōu)點(diǎn),為達(dá)到提高“一次通過率”和爭取“零缺陷”的目標(biāo)提供了更有效的檢測手段。
X-RAY檢測技術(shù)通過不同材料對X-RAY的吸收差異,對物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像然后進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測,在工業(yè)探傷與檢測、醫(yī)學(xué)檢查和安全檢驗等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。
日聯(lián)科技成立于2002年,始于深圳,是從事精密X射線技術(shù)研究和X射線智能檢測裝備研發(fā)、制造的國家級高新技術(shù)企業(yè),也是國內(nèi)首家集物聯(lián)網(wǎng)“云計算”技術(shù)于X射線智能檢測系統(tǒng)的集成商。公司現(xiàn)已發(fā)展為國內(nèi)X射線檢測技術(shù)和設(shè)備種類最齊全的龍頭企業(yè),是全球第四家微米級X射線源技術(shù)擁有者。該技術(shù)和裝備廣泛應(yīng)用于電子半導(dǎo)體、鋰電新能源、工業(yè)無損探測、公共安全及航天軍工等高科技行業(yè),填補(bǔ)了國內(nèi)多項技術(shù)空白。
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