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新拓三維應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)如何在中國芯片半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
閱讀：46 發(fā)布時(shí)間：2022-8-10芯片研發(fā)制造過程鏈條漫長，很多重要工藝環(huán)節(jié)需進(jìn)行精密檢測(cè)以確保良率，降低生產(chǎn)成本。提高制造控制工藝，并通過不斷研發(fā)迭代和測(cè)試，才能制造性能更優(yōu)異的芯片，走向市場并逐漸應(yīng)用到生活和工作的方方面面。
由于芯片尺寸小，在溫度循環(huán)下的應(yīng)力，傳統(tǒng)測(cè)試方法難以獲取；高精度三維顯微應(yīng)變測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，打破了原先在微觀尺寸測(cè)量領(lǐng)域的限制，特別是在半導(dǎo)體材料、芯片結(jié)構(gòu)變化細(xì)微的測(cè)量條件下，三維應(yīng)變測(cè)量技術(shù)分析尤為重要。
新拓三維自主研發(fā)的三維全場應(yīng)變測(cè)量技術(shù)，是非接觸式應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試的一種重要手段，已經(jīng)融入到半導(dǎo)體研發(fā)制造的檢測(cè)過程中。系統(tǒng)搭配光學(xué)顯微鏡，可以檢測(cè)芯片高低溫下的微變形、芯片翹曲和膨脹收縮。
接下來，我們就來盤點(diǎn)，三維全場應(yīng)變測(cè)量技術(shù)在芯片半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用，分析芯片在負(fù)荷狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變情況，提升芯片的可靠性和穩(wěn)定性。
芯片微觀尺度材料變形測(cè)試
測(cè)試條件：芯片加熱后冷卻材料變形情況，芯片尺寸微小，通過顯微XTDIC進(jìn)行采集分析；
具體應(yīng)用：
由于芯片尺寸小，屬于微觀尺度測(cè)量，傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法，已不再適用該領(lǐng)域的測(cè)量。新拓XTDIC顯微應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，搭配高倍數(shù)顯微鏡，對(duì)芯片進(jìn)行高倍數(shù)放大，并借助算法對(duì)畸變誤差進(jìn)行調(diào)教，可精確測(cè)量芯片斷面不同材質(zhì)材料變形及應(yīng)變，分析微觀尺度熱應(yīng)變，與有限元仿真模型對(duì)比，驗(yàn)證芯片半導(dǎo)體材料性能的可靠性。
芯片在受熱后冷卻過程中各種材料的應(yīng)變趨勢(shì)
1：X/Y方向材料熱應(yīng)變分布不同
2：芯片材料不同區(qū)域橫向應(yīng)變基本相同
3：顯微XTDIC適用于不同材質(zhì)芯片材料測(cè)試
芯片斷面材料組成分析
芯片三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變分析
芯片截面不同材料變形分析
芯片熱膨脹變形測(cè)試
測(cè)試條件：測(cè)試在不同溫度下PCB板表面變形應(yīng)變情況，分析其熱膨脹系數(shù)。
具體應(yīng)用：
集成電路（IC）因三維封裝的持續(xù)微型化，會(huì)影響電路板可靠性及熱循環(huán)性能，進(jìn)而導(dǎo)致電路板電路連接的穩(wěn)定性，對(duì)檢驗(yàn)要求極其細(xì)致及嚴(yán)格。集成電路（IC）的平面熱膨脹系數(shù)的測(cè)量方法，采用新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)量及掌握IC熱膨脹系數(shù)，判斷貼裝后電路板的熱循環(huán)測(cè)試失效位置，可以進(jìn)一步掌握IC的穩(wěn)定性和性能。
被測(cè)PCB板樣件
PCB板熱膨脹系數(shù)
芯片低溫變形測(cè)試
測(cè)試條件：測(cè)試要求為低溫環(huán)境變化，將芯片裝入密封袋中放到冰箱冷凍室冷卻2小時(shí)。
具體應(yīng)用：
通過測(cè)量芯片在環(huán)境下的結(jié)構(gòu)變形，獲取其內(nèi)部封裝應(yīng)力的定量數(shù)據(jù)。采用XTDIC非接觸式全場應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，采集芯片從冷卻到恢復(fù)室溫30min變形過程圖像，通過XTDIC軟件分析得到被測(cè)芯片表面應(yīng)變場變化，使分析人員能夠定量分析芯片收縮變形模量變化。
“工欲善其事，必先利其器"，新拓三維XTDIC應(yīng)變測(cè)量、XTDIC顯微應(yīng)變測(cè)量產(chǎn)品，適用于芯片半導(dǎo)體三維應(yīng)變測(cè)試，可分析材料特性和部件在載荷下的表面變形，助力用戶優(yōu)化生產(chǎn)工藝，并選擇合適材料以滿足芯片半導(dǎo)體產(chǎn)品性能。