目前在半導(dǎo)體芯片封裝組裝過程中使用的測(cè)試方法主要有人工外觀檢查、飛針測(cè)試、針床測(cè)試ICT、自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)和功能測(cè)試(功能測(cè)試儀)。然而,這些方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片封裝工藝的測(cè)試需求。
就芯片級(jí)封裝CSP而言,CSP有很多種類型,包括柔性封裝CSP、剛性基板CSP、引線框架CSP、柵格陣列引線CSP和微型CSP。不同的CSP結(jié)構(gòu)有不同的技術(shù),但它們都基于兩種技術(shù):倒裝芯片鍵合(FCB)和球柵陣列(BGA)。
首先,倒裝焊有三種連接方式:焊球凸點(diǎn)、熱壓鍵合(和熱超聲鍵合)和導(dǎo)電膠鍵合。無論是哪種連接凸點(diǎn),連接都是全程隱形的。
其次,在封裝過程中,焊盤長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中,容易被氧化。因此,所有的連接點(diǎn)都可能存在缺陷:包括連接焊盤有裂紋、沒有連接、焊盤間隙過大、線與線鍵合缺陷、裸芯片和連接接口。
另外,焊盤硅片在封裝過程中會(huì)因?yàn)閴毫Ξa(chǎn)生微裂紋,導(dǎo)電膠連接的膠水也會(huì)在封裝過程中產(chǎn)生氣泡。這些都會(huì)影響超大規(guī)模集成電路的封裝質(zhì)量。而表面看不見的缺陷,如凸點(diǎn)連接、連接點(diǎn)虛焊、硅片微裂紋、膠泡等。不能由AOI科技來判斷。傳統(tǒng)的電氣功能測(cè)試不僅要求對(duì)被測(cè)對(duì)象的功能有清晰的認(rèn)識(shí),而且對(duì)測(cè)試技術(shù)人員的測(cè)試技能要求也很高。電氣測(cè)試設(shè)備復(fù)雜,測(cè)試成本高。測(cè)試結(jié)果取決于測(cè)試人員的技能。技術(shù)層面。這給超大規(guī)模集成電路的封裝和測(cè)試帶來了新的問題。
同樣,對(duì)于SiP封裝系統(tǒng),使用兩種主要技術(shù),即多芯片組件技術(shù)和3D封裝。除了上述2D封裝中的檢查問題,由于多層布線或?qū)娱g堆疊和互連的復(fù)雜3D封裝技術(shù),SiP芯片從裸芯片到封裝和印刷電路板的3D質(zhì)量檢查變得更加重要。復(fù)雜的AOI技術(shù)無法解決層間堆疊和多層布線造成的隱形缺陷的質(zhì)量控制問題。
對(duì)于LED封裝來說,芯片安裝和注膠過程中往往會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部氣泡,這將影響最終LED終端產(chǎn)品的質(zhì)量,帶來一系列問題,不利于我國自主LED產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
為了有效解決2D和3D封裝中的內(nèi)部缺陷檢測(cè)問題,X射線技術(shù)已經(jīng)被用于半導(dǎo)體封裝檢測(cè),它比上述五種檢測(cè)方法更具優(yōu)勢(shì)。為提高“一次通過率”,爭(zhēng)取“零缺陷”,提供了更有效的檢測(cè)方法。
X射線檢測(cè)技術(shù)通過不同材料對(duì)X射線的吸收差異,對(duì)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(cè),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)缺陷檢測(cè)、醫(yī)療檢查和安全檢查等領(lǐng)域。
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