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ZEISS：二級放大原理，走進電子半導體內的微觀世界
閱讀：62 發(fā)布時間：2023-4-20 近年來隨著技術的發(fā)展，電子元器件、封裝和引線等都變得更小，印刷電路板具有更高的密度，包含了更多的隱藏焊點、埋孔和盲孔。傳統(tǒng)檢測方法包括光學、熱成像等都已經無法滿足當代電子檢測需求。與傳統(tǒng)檢測相比，X射線能夠穿透外部封裝并檢測內部結構質量，這也是X射線檢測技術在電子半導體行業(yè)應用的背景。但是對于BGA(焊球陣列封裝)和CSP (芯片級封裝) 的檢測應用，需要2微米甚至更小的分辨率，這也是傳統(tǒng)工業(yè)CT無法達到的。得益于Xradia的二級放大原理，分辨率達到500 nm，蔡司X射線顯微鏡廣泛應用于電子設備與半導體封裝領域。
電子半導體器件內部缺陷分析
圖片依次為PCB版，X射線三維形貌成像，虛擬切面
蔡司X射線顯微鏡采用二級放大系統(tǒng)，可以對大樣品進行高分辨三維成像；無需物理切面，Xradia Versa顯微鏡(XRM)就可以通過無損形式檢測內部缺陷，得到高分辨虛擬切片圖像。
圖片依次為PCB版，X射線三維形貌成像，虛擬切面
使用傳統(tǒng)的2D X射線或者其他方法無法準確判斷線路是否斷裂，通過蔡司XRM的高分辨三維成像，可以觀察到樣品內部可疑線路的缺陷。
電子半導體器件內部結構三維分析以及逆向工程
使用蔡司Xradia Versa顯微鏡(XRM)獲取手機switch cable內部的三維形貌及結構，可以得到樣品的組織結構、功能特性及技術規(guī)格等，可用于研發(fā)、質量控制和逆向工程等領域。
蔡司X射線顯微鏡工作原理
△蔡司X射線顯微鏡的兩級放大光路
如圖所示，在X射線顯微鏡測試中，樣品沿z軸旋轉，X射線光束打入樣品中，吸收后的信號通過閃爍體收集屏轉化為可見光信號，實現(xiàn)幾何放大。再經過光學物鏡進行二次放大，進入CCD進行成像。每一個旋轉和掃描的步進單元，記錄一次投影圖案。最終再根據(jù)可視化分析軟件的三維重構算法，將不同入射角度的X射線投影圖進行重構從而獲得樣品內部的三維結構。
新型亞微米級三維X射線成像系統(tǒng)
基于高分辨率和襯度成像技術，蔡司Xradia Versa顯微鏡(XRM)大大拓展了亞微米級無損成像的研究界限。傳統(tǒng)斷層掃描技術依賴于單一幾何放大，而XRM則采用光學和幾何兩級放大，同時使用可以實現(xiàn)更快亞微米級分辨率的高通量成像，空間分辨率可達到500nm。大工作距離下高分辨成像技術(RaaD)能夠對尺寸更大、密度更高的樣品(包括零件和設備)進行無損高分辨率3D成像。此外，可選配的平板探測器技術(FPX)能夠對大體積樣品進行快速宏觀掃描，為樣品內部感興趣區(qū)域的掃描提供了定位導航。