首页 什么时机点,适合用3D X-ray找Defect

什么时机点,适合用3D X-ray找Defect

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什么时机点,适合用3D X-ray找Defect

by ruby

发布日期:2017/9/28
发布单位:iST宜特

PCB上的IC发生失效,但按压后却正常,如何解?
是IC Substrate层有缺陷? 是IC焊锡Crack? 还是打线接合异常?

上述问题,或多或少您都有遇到过,这些问题该如何找出原因,都有一个共通点:
异常点是在IC芯片,或是在IC封装或上板的交界处;因此必须在不破坏产品的前提下(不破坏命案现场)做检测。

本月小学堂,要分享一个在宜特非常热门,用非破坏方式找样品Defect的设备- 3D X-ray,宜特继去年引进360度拍摄零死角影像环绕的ZEISS Xradia 520 Versa高分辨率3D X-ray,至今一年多的时间,已替客户解决1023项案件。

  • 速读3D X-ray原理

    以非破坏性 X-ray透视的技术,再搭配光学物镜提高放大倍率进行实验检测,其实验过程是将待测物体固定后进行360°旋转,在这过程中收集各个不同角度的2D穿透影像,之后利用计算机运算重构出待测物体影像。

    3D X-ray
本月小学堂,我们从这1023件3D X-ray案件内,归纳出几项客户常见问题。
  • Q1. 3D X-ray可以检测那些产品?

    除了一般IC、包括3D IC、MEMS,甚至到PCB、PCBA、电池、系统成品,只要尺寸在30公分以内、重量达15公斤以下的产品,都不用破坏分割进行检测,满足您的需求。

  • Q2. 那些材质产品,不适合用3D X-ray进行检测?

    由于X-Ray的物理特性关系,当待测物同时存在高、低密度材料时,此时就不容易观察待测物里的低原子序属性的材料,如硅Si (原子序14)、铝Al(原子序13),所以要检测Silicon Die或铝线(Al wire)就不适合用3D X-ray。

    也就是说,如果已经封装过的IC,由于里头存在高密度材质,包括Substrate、导线架(铜合金)、散热片等,此时相对属于低原子序的铝线,就难以3D X-ray成像。

  • Q3. 什么时机点,或异常状况,适用3D X-ray?

    3D X-ray是判断产品内部缺陷分析有效率且快速的方法,可检测待测物内部结构及是否有缺陷、空洞(Void)、Crack、Open等异常。详列如下:

    • IC封装中的缺陷检验如:打线的完整性检验、电测异常(open/short)、黑胶的裂痕、银胶及黑胶的气泡。
    • PCB及载板(Substrate)制程中产生的缺陷,如线路制程不良、桥接、开路、电镀孔制程质量检验、多层板各层线路配置分析。
    • 电子产品开路(Open)、短路(Short)或不正常连接的缺陷分析。
    • 锡球数组封装(BGA)及覆芯片封装(Flip Chip)中锡球的完整性分析,如锡球变形、锡裂、锡球空冷焊、锡球短路、锡球气泡。
    • 密度较高的塑料材质破裂或金属材质空洞检验。
让我们一起来看看实际的运用案例吧!
  • 案例一 : 为何PCB上的IC经常会出现失效现象,但按压后功能测试就正常?

    针对此现象我们先对上板IC进行温度循环测试(TCT, Temperature Cycling Test) 的无铅焊点验证,直到电测到高阻时,再进行非破坏3D X-Ray失效分析,发现原来是锡球(Solder Ball)有损毁(Crack)现象。

    Solder Ball Crack

    Solder Ball Crack

  • 案例二 : 为何大尺寸的IC上板SMT(表面黏着)后,却无法正常运行?

    由于大尺寸IC上到PCB板后,容易发生翘曲(Warpage) 现象,因此,利用3D X-ray观察到,Warpage使得锡球(Solder Ball)有空焊(Open)或枕头效应(Head-in-pillow, HIP)情形。

    PCB Warpage

    PCB Warpage & HIP

    head-in-pillow-HIP

    枕头效应 (head-in-pillow, HIP)立体图

  • 案例三 : IC Substrate层有缺陷、是Crack还是Open?

    PCB 或IC Substrate载板内层线路之通孔(via)发生异常,藉由3D X-Ray清楚看见是Via有破裂(Crack)现象。

    内层通孔(via) Crack

本文与各位长久以来支持宜特的您,分享检测验证经验,若您有样品异常现象需要判断检测,或是对相关知识想要更进一步了解细节,不要犹豫,欢迎洽中国免费咨询电话 800-988-0501 │ Email: nde_tw@istgroup.com