晶圆芯片检测工具显微镜,LED外延片检测
覆晶晶片的失败往往是由于晶片金属层与基体间的缺陷所造成。
易产生缺陷的区域包括焊凸点和固化填充材料,以及晶片结构上的钝化层与低K介电层金属层基础。
这些缺陷的固有风险是它们可能在使用中扩大并造成覆晶晶片的连接中断。
由于焊凸点的尺寸的减小,造成电气连接的缺陷,如分层,孔洞和裂纹,
的尺寸也在缩小。这些缺陷通常由声波无损显微成像来揭示的。
可导致失效的焊料点和异常缺陷尺寸的缩小就要求发展具有较高的空间解析度的超声传感器。
高频率的标準一度是230兆赫,但如今300兆赫和400兆赫传感器的已用于倒装晶片研究。
传感器在覆晶晶片背面的扫描移动而形成声学显微图像。单片矽是不寻常的材料,
因为它能非常有效地传播超声波,而对超声波而言这种材料几乎透明的。
超声波频率非常高的主要限制是他们无法穿透到材料的深层,
但即使是400兆赫超音波通常也可穿透矽片并可显示深层特征的高解析度声波图像。
例如,图像要检测一个比焊料凸点还小的空隙,高解析度是必需的。
由于传感器扫描覆晶晶片的背面,它每秒发出成千上万的脉衝在的X-Y位置穿过并收集迴声。
迴声只会从材料的介面反射,而不会来自材料本身。软件可用门控来决定所需的的深度。
较初的倒装晶片扫描往往只让晶片与填充料之间的迴声来成像。
狭窄的门控可进一步缩小使晶片表面和钝化层之间的介面成像。
这是一个有时会出现分层的部位。分层,如空隙或裂纹,是一种间隙,
这意味着超声将遇到一个固体与真空的介面,这个介面将反射所有的超声波而形成亮白色图元。
粘结完好的固体材料介面的反射效率较低,而只显灰色。晶片表面与钝化层间的分层显现了白色
,而周围粘结完好的区域则是灰色。根据覆晶晶片封装的设计,
在一个分层这个深度可能还涉及焊球下面的金属