Erweiterter Leitfaden für Rasterakustikmikroskope (SAM): Wichtige technische FAQs zu C-SAM

Willkommen zu Teil 3 unseres Leitfadens für fortgeschrittene SAM-Verfahren – dem ultimativen Thema der zerstörungsfreien Ultraschallprüfung. Diese Ausgabe richtet sich an Fachleute, die das volle Potenzial der C-SAM-Technologie ausschöpfen möchten. Wir beantworten Ihre wichtigsten technischen Fragen zur Analyse von Mehrschicht-IGBT-Strukturen, zum Echtzeit-Autofokus von RTAF und zur vollautomatisierten Waferinspektion. Keine unnötigen Details, sondern nur die Erkenntnisse, die Sie für fehlerfreie und hocheffiziente Prüfungen benötigen.Ut InspektionS.

Jetzt wird es technisch. Klicken Sie unten, um die FAQs zu lesen und Ihre SAM-Funktionen zu erweitern.

Frage 21: Welche Schichten eines IGBT-Moduls kann SAM erkennen?

IGBT-Module weisen einen mehrschichtigen Aufbau auf, und SAM kann sie Schicht für Schicht untersuchen:

Schicht 1: Chipoberfläche → Prüfen Sie auf Risse im Chip und die Unversehrtheit der Passivierungsschicht.

Schicht 2: Lötschicht für die Chipbefestigung → Auf Lötfehler und Delaminationen prüfen.

Schicht 3: DBC-Deckkupferschicht → Prüfen Sie, ob es zu Delaminationen zwischen der oberen Kupferschicht und dem Keramiksubstrat kommt.

Schicht 4: DBC-Keramikschicht → Auf Risse in der Keramik prüfen.

Schicht 5: DBC-Untere Kupferschicht → Prüfen Sie, ob es zu Delaminationen zwischen der unteren Kupferschicht und dem Keramiksubstrat kommt.

Schicht 6: Lötverbindung zwischen DBC und Grundplatte → Auf Lötstellenfehler prüfen.

Durch die Anwendung verschiedener Zeitportale Um verschiedene Tiefen zu erfassen, kann das C-Scan-Bild jeder Schicht separat extrahiert werden.

Diese Technik ist bekannt als Röntgen-Scan (gleichzeitiges Scannen mehrerer Schichten).

Frage 22: Was ist X-Scan und wie unterscheidet es sich von C-Scan?

X-Scan = eine verbesserte Version von C-Scan

C-Scan: Legt ein einzelnes Zeitfenster fest, um ein Bild nur in einer bestimmten Tiefe aufzunehmen.

X-Scan: Setzt mehrere Zeitfenster gleichzeitig, um Bilder über mehrere Tiefen hinweg gleichzeitig aufzunehmen.

Analogie:

C-Scan ist so, als würde man jeweils nur ein Stockwerk eines Gebäudes betrachten.

X-Scan ist, als würde man alle Etagen des gesamten Gebäudes gleichzeitig betrachten.

Vorteile: Ein einziger Scan ermöglicht die Abbildung mehrerer Schichten mit deutlich höherer Effizienz. Das Verfahren eignet sich besonders gut für mehrschichtige Strukturen wie IGBT-Module.

Frage 23: Wie sollten die Proben vorbereitet werden? Welche Anforderungen gelten?

Die Vorbereitung ist unkompliziert, aber es gibt ein paar wichtige Punkte zu beachten:

✅ Muss wasserdicht sein (da die Probe in Wasser eingetaucht ist):

Standardmäßige, kunststoffgekapselte Verpackungen sind ausreichend.

Entkapselte Proben oder ungeschützte Matrizen erfordern eine wasserfeste Behandlung.

✅ Oberflächenreinheit → Vermeiden Sie falsche Reflexionen, die durch Oberflächenverunreinigungen oder Ablagerungen verursacht werden.

✅ Übergroße oder unregelmäßige Proben → Zur Befestigung können spezielle Vorrichtungen oder Lehren erforderlich sein.

✅ Dünne Proben → Es sind Vorkehrungen zu treffen, um zu verhindern, dass die Probe im Wasserbad abdriftet oder aufschwimmt.

Welche Proben können nicht getestet werden?

❌ wasserabsorbierende Materialien (Wasser kann ins Innere eindringen und die Ergebnisse beeinträchtigen).

❌ Poröse Materialien (Die akustischen Wellen werden stark gestreut).

❌ Proben, die vollständig trocken bleiben müssen (sofern nicht in eine schützende wasserdichte Folie eingewickelt oder versiegelt).

Die meisten Halbleiter Chips, verpackte Bauelemente und Leiterplatten kann direkt getestet werden.

Frage 24: Was ist RTAF (Echtzeit-Autofokus) und wozu dient er?

RTAF (Echtzeit-Autofokus) ist eine von SBT ULTRASONIC eigens entwickelte dynamische Fokussierungs-Scantechnologie. Sie überwindet die Herausforderungen, denen herkömmliche Rasterakustikmikroskope (SAM) bei der Untersuchung verformter Proben begegnen. Durch die Integration der Wandler Mit einem präzisen Z-Achsen-Feinjustierungssystem verfolgt es automatisch Oberflächenunebenheiten, um den Fokuspunkt während des gesamten Scans auf die Zieloberfläche gerichtet zu halten und so genauere und authentischere interne C-Scan-Bilder zu liefern.

Warum ist Autofokus notwendig?

Beim Ultraschallscannen und der Bildgebung von Chips, Wafern oder hochpräzisen Materialien weist die Probenoberfläche häufig leichte Unebenheiten oder Verformungen auf. Variiert der Abstand zwischen dem Schallkopf und der Probenoberfläche, wird das resultierende Bild unscharf.

Vorteile von RTAF:

✅ Erfasst reflektierte Signale in Echtzeit punktweise gleichzeitig mit Hochgeschwindigkeits-Scanning der X- und Y-Achse.

✅ Erfasst dynamisch unregelmäßige, gekrümmte oder wellenförmige Oberflächen sowie spezifische innere Schichten.

✅ Gewährleistet absolute Bildschärfe ohne Unterbrechungen bei maximaler Scangeschwindigkeit.

Frage 25: Worin bestehen die Unterschiede zwischen C-Scan und T-Scan?

Ein C-Scan dient zur Erkennung verschiedener innerer Defekte in Materialien, wie z. B. Delaminationen, Hohlräume und Mikrorisse.

Mit einem T-Scan lassen sich großflächige Defekte, gravierende innere Hohlräume und allgemeine Haftungsfehler über den gesamten Dickenbereich eines Bauteils erkennen.

Frage 26: Welches System ist besser, SAM oder CT?

Jedes hat seine eigenen Stärken, und keines ist generell "besser".

Bewährte Vorgehensweise: Viele Labore verwenden sie in Kombination:

Verwenden Sie zunächst SAM. zur schnellen Erkennung von Delaminationen und inneren Hohlräumen.

Verwenden Sie dann CT. detaillierte dreidimensionale Strukturmerkmale untersuchen.

Frage 27: Was sind die gängigen Anwendungsszenarien für SAM?

SAM hat ein sehr breites Anwendungsgebiet, das die gesamte Wertschöpfungskette der Halbleiterindustrie und darüber hinaus abdeckt:

Halbleitergehäuse:

Inspektion von Gehäusen wie SOT, SMA, SOP, QFP, QFN, BGA, IGBT und TO.

Wafer-Bonding-Prüfung.

Prüfung von Unterfüllungsfehlern in fortschrittlichen Gehäusetechnologien (z. B. FCBGA, SiP).

Materialprüfung:

Delamination in Verbundwerkstoffen.

Qualität der Beschichtung und Galvanisierung.

Innere Risse in Keramik.

Lötstellenqualität.

Kurzgesagt: Wenn Sie interne Strukturen untersuchen müssen, ohne die Probe zu beschädigen, ist SAM die optimale Lösung.

Frage 28: Warum sind im gescannten Bild manchmal Schatten einer anderen Ebene zu sehen?

Dieses Phänomen ist bekannt als Zwischenschichtprojektion (oder akustische Abschattung), was ein normales Vorkommnis in der akustischen Bildgebung ist.

Wenn sich Ultraschallwellen durch eine mehrschichtige Struktur ausbreiten und in einer oberen Schicht ein größerer Defekt (wie z. B. ein Hohlraum oder eine Delamination) vorliegt, werden die Wellen dort stark reflektiert, wodurch die Signale aus den darunter liegenden Schichten abgeschwächt oder blockiert werden.

So sieht es im Bild aus:

Auf dem C-Scan-Bild sind helle oder dunkle Bereiche zu sehen, die nicht zur aktuellen Schicht gehören.

Typischerweise handelt es sich dabei um die „Schatten“, die von großen Defekten in den oberen Schichten geworfen werden.

So können Sie sie unterscheiden:

Scharfe Konturen und regelmäßige Formen → Wahrscheinlich ein tatsächlicher Defekt in der aktuellen Schicht.

Verschwommene Kanten und diffuse Grenzen → Wahrscheinlich eine Zwischenschichtprojektion/ein Schatten.

Erfahrene Bediener kann sie durch die Analyse der entsprechenden A-Scan-WellenformenDie

F29: Was bedeutet AutoWafer vollautomatische Waferinspektion?

Die vollständige Automatisierung spiegelt sich in folgenden Merkmalen wider:

✅ Automatisches Be- und Entladen von Wafern (vermeidet manuelle Handhabung).

✅ Automatischer AutofokusDie

✅ Automatisierte ScanpfadplanungDie

✅ Automatische Fehlererkennung (ADR) und Berechnung des PorenanteilsDie

✅ Automatisierte TestberichtserstellungDie

Ideale Anwendungsszenarien:

Inspektion von Wafern in großem Umfang auf Massenproduktionslinien.

24/7 unbeaufsichtigter Dauerbetrieb.

Qualitätskontrolle beim Wafer-Level-Packaging (WLP).

Durch die Automatisierung wird der menschliche Eingriff minimiert, was die Effizienz der Inspektion und die Konsistenz der Ergebnisse deutlich steigert.

F30: Ich möchte eine Probe testen – wo soll ich anfangen und welche Schritte sind nötig?

Der standardmäßige SAM-Inspektionsablauf folgt einem 8-stufigen Prozess:

Schritt 1: Wasserdichtigkeit prüfen → Stellen Sie sicher, dass die Probe in Wasser eingetaucht werden kann (tragen Sie gegebenenfalls eine wasserdichte Beschichtung oder Versiegelung auf).

Schritt 2: Wählen Sie den Wandler aus. → Wählen Sie anhand der Probendicke und der Anforderungen an die Auflösung:

Dicke Proben, die ein tiefes Eindringen erfordern → Niedrige Frequenz (10–50 MHz).

Dünne Proben, die einen hohen Detailgrad erfordern → Hochfrequenz (100–150 MHz+).

Schritt 3: Fokus → Verwenden Sie die A-Scan um die optimale Schärfentiefe zu ermitteln.

Schritt 4: Das Tor einstellen → Konfigurieren Sie das Zeitfenster, um die gewünschte Ebene gezielt anzusprechen.

Schritt 5: Führen Sie den C-Scan aus. → Scanbereich/-grenzen und Auflösung festlegen.

Schritt 6: Ergebnisse analysieren → Untersuchen Sie das Bild auf Mängel.

Schritt 7: Quantifizieren → Porenanteile berechnen und Defektabmessungen messen.

Schritt 8: Bericht generieren → Bilder und Daten speichern.

Sind Sie bereit, mit dem Rätselraten aufzuhören und endlich zu sehen?

Ob Sie komplexe IGBT-Module, fortschrittliche Gehäuse oder Standard-Halbleiterkomponenten prüfen – die erfahrenen Ingenieure von SBT Ultrasonic unterstützen Sie. Lassen Sie uns gemeinsam Ihre anspruchsvollsten Prüfherausforderungen meistern. Kontaktieren Sie unser technisches Team, um Ihre Anforderungen zu besprechen oder noch heute einen Probetest zu vereinbaren.