ZEISS:二级放大原理,走进电子半导体内的微观世界

国际金属加工网 2019年07月08日

近年来随着技术的发展,电子元器件、封装和引线等都变得更小,印刷电路板具有更高的密度,包含了更多的隐藏焊点、埋孔和盲孔。传统检测方法包括光学、热成像等都已经无法满足当代电子检测需求。与传统检测相比,X射线能够穿透外部封装并检测内部结构质量,这也是X射线检测技术在电子半导体行业应用的背景。但是对于BGA(焊球阵列封装)和CSP (芯片级封装) 的检测应用,需要2微米甚至更小的分辨率,这也是传统工业CT无法达到的。得益于Xradia独特的二级放大原理,最高分辨率达到500 nm,蔡司X射线显微镜广泛应用于电子设备与半导体封装领域。

△蔡司3D分析解决方案,带您进入3D世界

电子半导体器件内部缺陷分析


图片依次为PCB版,X射线三维形貌成像,虚拟切面

蔡司X射线显微镜采用二级放大系统,可以对大样品进行高分辨三维成像;无需物理切面,Xradia Versa显微镜(XRM)就可以通过无损形式检测内部缺陷,得到高分辨虚拟切片图像。

使用传统的2D X射线或者其他方法无法准确判断线路是否断裂,通过蔡司XRM的高分辨三维成像,可以观察到样品内部可疑线路的缺陷。

电子半导体器件内部结构三维分析以及逆向工程

使用蔡司Xradia Versa显微镜(XRM)获取手机switch cable内部的三维形貌及结构,可以得到样品的组织结构、功能特性及技术规格等,可用于研发、质量控制和逆向工程等领域。

蔡司X射线显微镜工作原理


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△蔡司X射线显微镜的两级放大光路

如图所示,在X射线显微镜测试中,样品沿z轴旋转,X射线光束打入样品中,吸收后的信号通过闪烁体收集屏转化为可见光信号,实现几何放大。再经过光学物镜进行二次放大,进入CCD进行成像。每一个旋转和扫描的步进单元,记录一次投影图案。最终再根据可视化分析软件的三维重构算法,将不同入射角度的X射线投影图进行重构从而获得样品内部的三维结构。

新型亚微米级三维X射线成像系统


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基于高分辨率和衬度成像技术,蔡司Xradia Versa显微镜(XRM)大大拓展了亚微米级无损成像的研究界限。传统断层扫描技术依赖于单一几何放大,而XRM则采用光学和几何两级放大,同时使用可以实现更快亚微米级分辨率的高通量成像,最高空间分辨率可达到500nm。大工作距离下高分辨成像技术(RaaD)能够对尺寸更大、密度更高的样品(包括零件和设备)进行无损高分辨率3D成像。此外,可选配的平板探测器技术(FPX)能够对大体积样品进行快速宏观扫描,为样品内部感兴趣区域的扫描提供了定位导航。


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雷尼绍

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