先科普一波:
在电子元器件失效分析流程中,超声波扫描也是其中极为重要的一个环节。超声波扫描就如同医院的B超,能够对电子元器件进行“体检”,探测电子元器件内部材料包括分层,裂缝,空洞,硅片倾斜以及外来杂质。

超声波扫描显微镜SAT应用领域科普
超声波扫描显微镜含义:
超声波扫描显微镜,英文名是:Scanning Acoustic Microscope,简称SAM,由于它的主要工作模式是C模式,因此也简称:C-SAM或SAT。
频率高于20KHz的声波被称为超声波。超声波扫描显微镜是理想的无损检测方式,广泛的应用在物料检测(IQC)、失效分析(FA)、质量控制(QC)、质量保证及可靠性(QA/REL)、研发(R&D)等领域。检测电子元器件、LED、金属基板的分层、裂纹等缺陷(裂纹、分层、空洞等);通过图像对比度判别材料内部声阻抗差异、确定缺陷形状和尺寸、确定缺陷方位。
脉冲回波
脉冲回波方法是利用反射波成像,可以具体的聚焦到某一层,从而可以判断缺陷深度,但要注意分清元器件正反面。脉冲回波方法分为A-Scan、C-Scan、B-Scan。
(1) A-scan: Inspection with waveform displayedon oscilloscope.A-scan模式声扫图,分层位置与未分层位置波形对比。(分层位置波形显示为反向波)
(2)B-scan : Inspection with verticallyx-sectioned 2-d image. B-扫描方式:检测垂直x方向的二维截面图 (纵向截面) B-scan模式声扫图,分层位置与未分层位置波形对比。(分层位置反射截面图较未分层位置要亮)
(3) C-scan : Inspection with horizontallyx-sectioned 2-d image. C-扫描方式:检测水平x方向的二维截面图 (平面扫描) C-scan模式声扫图,可以扫描2-999层图片,清晰扫描出聚焦位置的图像。 如下为QFN封装料件,Die与Leadframe 处的扫描图像。

透射式
透射方法是利用透射波成像,可以一次性扫描所以被检测界面。用于验证脉冲反射成像结果。透射方法为T-Scan。
(1) T-scan : Inspection with transmitted signal. T-scan透射模式声扫图,芯片支架层分层。(黑色区域显示内部分层)
破坏性物理分析和失效分析
破坏性物理分析和失效分析中超声波扫描作为必要环节,用于确认料件内部是否有分层。

可靠度验证
可靠度实验中超声波扫描在来料时和预处理后,用于验证预处理项目是否对样品内部产生影响,例如芯片分层或支架分层。

质量检测
质量检测:塑封料件在制造工艺中,总会有一些出现工艺缺陷的料件。超声波扫描可用于鉴定是否存在焊接不良、芯片贴歪、空洞等问题。

真假料辨别
真假料件对比中,超声波扫描测试也起到相当重要的作用。超声波扫描可以将料件每一层的图片清晰扫描出来,两类料件进行对比。若是在结构上有差别也可以清晰的表现出来。(如下最左侧为库存样品,中间和右侧分别为现货1号和现货2号。显然现货1号的支架与库存样品不同。)
