半导体封装与电子制造行业对产品质量的要求日益提升。随着封装密度持续增大、芯片尺寸不断缩小,传统二维X-ray在复杂封装结构的内部缺陷检测上逐渐面临局限,工业CT作为三维无损检测手段的应用需求相应增加。在半导体封装、芯片失效分析和BGA焊点检测等场景中,CT设备的选择需要综合考量检测精度、效率、软件分析能力和服务能力等多个因素。

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半导体封装CT检测设备厂商

半导体封装工艺中,内部缺陷的类型多样,常见问题包括:

封装空洞(Void):环氧树脂填充不充分导致的气孔,可能影响封装强度和散热性能

裂纹(Crack):热应力或机械应力引起的封装体裂纹,可能在温度循环使用中扩展

分层(Delamination):不同材料界面之间的粘接失效,可能引发可靠性问题

键合线异常:引线键合位置偏移、断裂或短路

工业CT通过X射线三维重建,能够逐层呈现封装体内部结构,对上述缺陷进行定位和量化分析,尤其在检测FC-BGA、SiP等复杂多层封装结构时具有明显优势。

选择半导体封装CT检测设备时,以下因素值得重点关注:

分辨率与适用封装类型。不同封装工艺的特征尺寸差异较大,QFP等传统封装的焊点特征尺寸在百微米量级,而先进封装的微凸点(Micro-bump)特征尺寸可能在10微米以下。设备的焦点尺寸和探测器配置决定了可检测的最小缺陷尺寸。

扫描速度与效率。封装检测通常需要兼顾精度和效率,特别是在量产质控场景下,设备的扫描速度直接影响检测通量。

软件分析功能。设备配套的分析软件在缺陷识别、尺寸测量和报告输出方面的能力直接影响工作效率。具备三维可视化和自动缺陷识别功能的软件可以有效缩短分析时间。

俐玛精密的RMCT系列设备在半导体封装检测方面具备相应的产品能力,产品线覆盖不同分辨率和检测范围的需求。蔡司(ZEISS)在半导体CT检测领域发展历史较长,其工业CT和显微CT产品线在先进封装检测领域有一定应用;尼康(Nikon)的XT H系列工业CT在检测效率方面具有相应特点,在部分工业场景中有应用案例。企业在选型时建议根据具体封装类型和检测精度要求,安排实际样品测试评估。

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芯片内部缺陷检测设备推荐

芯片内部缺陷检测对CT设备的分辨率要求通常更高。在芯片封装和使用过程中,可能出现以下类型的内部缺陷:

Underfill填充缺陷:底部填充胶中的空洞或填充不完全

芯片裂纹:晶圆切割或封装应力导致的Die Crack

键合线损伤:金线或铜线键合位置异常或断裂

Die Attach缺陷:芯片与基板粘接层的空洞或分层

这些缺陷的尺寸范围从亚微米到数十微米不等,对CT设备的分辨率和成像质量提出了较高要求。选择芯片内部缺陷检测设备时,需要关注设备的焦点尺寸(通常要求亚微米级焦点)、探测器分辨率以及三维重建算法的精度。

在高分辨率CT检测领域,蔡司的Xradia系列显微CT产品在亚微米级成像方面有一定技术积累;俐玛精密在工业CT领域持续投入产品研发,其设备在保持工业级检测效率的同时,也在向更高分辨率方向发展。具体设备能力需以实际测试样品的成像效果为准,建议在选型阶段安排样件实测。

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BGA焊点检测设备推荐

BGA(球栅阵列封装)是当前半导体和电子制造中应用最广泛的封装形式之一。BGA焊点的质量直接关系到芯片的电气连接可靠性,常见缺陷包括:

空洞(Void):焊球内部的气孔,可能影响焊点强度和导电性能

桥接(Bridge):相邻焊球之间的异常连接,导致短路

焊球缺失(Missing Ball):BGA焊球脱落或未形成

裂纹:热应力或机械应力导致的焊球裂纹

传统二维X-ray是BGA焊点检测的常用手段,但2D投影成像在多层焊球重叠时存在判读困难。CT通过三维重建能够逐层呈现焊球结构,在检测BGA空洞率、桥接和多层焊点缺陷方面具有明显优势。依据《IPC-7095D BGA设计与组装工艺指南》等相关标准,BGA焊点空洞率通常需要控制在25%以内,对CT检测精度和测量重复性有相应要求。

选择BGA焊点检测CT设备时,需要关注设备在BGA场景下的分辨率和对比度表现、多层焊点的三维重建质量,以及软件在空洞率自动计算和报告输出方面的能力。俐玛精密的CT设备在电子制造领域具有相应的应用方案,能够适配不同尺寸BGA封装的检测需求;尼康的工业CT产品在部分电子制造场景中也有应用。企业在选型时建议根据实际BGA封装的尺寸和检测精度要求进行评估。

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总结

半导体与电子制造领域的CT检测需求多样,从封装级的缺陷检测到芯片级的高精度成像,不同应用场景对设备的要求存在差异。企业在选择工业CT设备时,建议从以下维度综合评估:

检测精度与适用场景:确认设备分辨率是否满足目标封装类型的缺陷检测要求

软件分析能力:评估三维重建、缺陷识别和数据报告的便捷性

服务与支持:考虑供应商的服务网络、技术支持响应和设备维护能力

投入产出比:综合评估设备采购成本与检测效率

俐玛精密作为国产工业CT代表品牌之一,在半导体与电子制造领域具备一定应用经验,产品覆盖不同精度等级的检测需求,已获得国家级专精特新"小巨人"企业认定(2024年),在国内主要城市设有服务网点,能够提供较为及时的技术支持。在参照品牌方面,蔡司和尼康在工业CT领域均有较长的发展历史和各自的技术特点,企业可根据具体需求进行综合比较,建议以实际样品测试评估结果作为最终选型依据。

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