包裝工程師需要了解的 10 個 C-SAM 洞察
Q11：檢查單一晶片需要多長時間？
這取決於掃描解析度和 獨自的請調整尺寸。
典型檢查時間：
SOT-23 / SOT 封裝： 每單位1-3分鐘
SMA / DO-214： 每單位1-2分鐘
至包裹： 每單位 3-10 分鐘
IGBT模組： 每單位 5-20 分鐘
整片晶圓： 由於表面積較大，需要更長的檢查時間。
解析度與速度： 解析度越高，掃描時間越長，因為步長越小，資料擷取點就越多。
實際上，掃描速度和精度是根據具體的缺陷檢測要求來平衡的。
Q12：什麼是探頭分辨率和成像分辨率，它們之間有什麼區別？
這兩個概念經常被混淆，但它們代表了系統中截然不同的方面：
1. 探頭分辨率（物理極限）
定義： 完全取決於探頭的頻率和聚焦特性。
意義： 它代表探針能夠物理分辨的最小物體尺寸（焦點尺寸）。
類比： 把它想像成一個 鏡頭如果鏡頭品質差，增加像素並不會讓照片更清晰。
2. 成像解析度（軟體設定）
定義： 掃描過程中配置的步長（採樣點之間的距離）。
意義： 以像素為單位。例如，設定為 50 μm/像素表示系統每隔 50 μm 擷取一個資料點。
類比： 把它想像成… 像素計數 照片的像素越高，影像就越精細、細節越豐富。
關鍵關係：
成像解析度不能超過探頭解析度。 即使你配置了 1μm/像素的超精細步長，如果探針的物理解析度只有 10 μm，那麼額外的像素也不會提供任何額外的清晰度或真實資料。
以下是採用行業標準術語的專業自然的英語翻譯。 掃描聲學 顯微鏡（SAM）。
Q13：SAM 能滲透到樣品內部多深？
穿透深度取決於探測頻率和材料特性。
頻率與穿透深度（一般參考）：
10–30 MHz： 滲透 10–30 毫米 （適用於IGBT模組和厚塑膠封裝）
30–100 MHz： 滲透 3–10 毫米 （適用於標準包裝）
50–100 MHz： 滲透 1–5 毫米 （非常適合SOT、SMA等小型封裝）
100–300 MHz： 滲透 0.3–1 毫米 （適用於晶圓、薄膜）
核心規則： 頻率越高，穿透深度越淺。選擇合適的探頭始終需要在以下幾個方面進行權衡： 「你需要看多深」（滲透） 相對 「你需要多清晰的視力」（解析度）。
Q14：掃描聲學顯微鏡（SAM）與醫用超音波（B超）之間有什麼關係？
雖然其基本物理原理相同，但應用場景和具體要求卻截然不同：
醫用超音波（B超）： 1–5 MHz | 解析度：公分至毫米級 | 用於人體內部器官成像。
工業非破壞性測試 （無損檢測）： 0.1–15 MHz | 解析度：毫米級 | 用於檢測金屬焊接和結構完整性。
掃描聲學顯微鏡（SAM）： 5–2000 MHz | 解析度：0.3–100 μm | 用於偵測半導體封裝內部。
核心區別： SAM 利用更高的頻率和更短的波長，使其能夠分辨微米級的細節。這就像放大鏡和高倍顯微鏡之間的差異——兩者都能成像，但它們的精準度卻天壤之別。
Q15：什麼是聲阻抗？為什麼空隙會造成如此強烈的反射？
聲阻抗（和) = 材料密度（r）X 聲速（c）
超音波的反射強度完全取決於兩種界面材料之間的聲阻抗差異：
差異更大： 更強的反射 → 更明亮的影像
差異較小： 反射減弱 → 影像變暗
為什麼空洞會異常明亮？
焊料/導電環氧樹脂阻抗： ≈ 20-40MRayl
空氣阻抗： ≈ 0.0004 毫雷爾
兩者相差數萬倍！
最後：
空隙： 極度的聲阻抗失配會導致 反射率接近100%在影像中呈現為明亮的純白色。
良好的情感連結領域： 聲阻抗匹配良好，導致 幾乎零反射在影像上呈現深色。
正是這種巨大的對比度使得 SAM 在檢測空隙和分層時異常靈敏！
Q16：如果缺陷小於探頭的焦點尺寸（解析度極限），是否完全不可見？
未必！
實際上，檢測極限遵循以下與焦點尺寸相關的通用準則：
缺陷尺寸 > 焦點尺寸： 缺陷將被成功檢測出來，其測量尺寸將非常精確。
缺陷尺寸為焦點尺寸的 60% 至 100%： 缺陷仍然會被檢測到，但是它的 表觀尺寸 圖片中的實物會比實際尺寸更大。
缺陷尺寸小於焦點尺寸的 60%： 缺陷值低於檢測閾值，因此無法修復。
真實案例：
假設有一個探針 50 微米 焦點直徑：
一個 80 一 缺陷 → 在 80 微米處被準確檢測到。 40 微米 缺點 → 已成功檢測到，但顯示尺寸約為 50 微米。 20 微米 缺陷 → 很可能完全看不見。
結論：
為確保選擇探頭時測量精度，最好使目標缺陷尺寸大於焦點尺寸。但是，如果您已經知道目標缺陷的預期尺寸範圍，則可以據此調整探頭的選擇。
Q17：影像中的白色和黑色區域分別代表什麼？
結果完全取決於所使用的掃描模式：
1. C掃描（反射模式）
⬜ 白色/高對比： 表示 強烈的反射這通常表示有缺陷，例如空隙、分層或裂縫。
⬛ 黑色/深色調： 表示 弱反射這代表一個正常的、結合良好的介面。
灰色的： 表示 適度反思正常情況下，該介面存在且完好無損。
2. T-Scan（全掃描傳輸模式）
⬛ 黑色的： 表示 訊號被阻擋或嚴重衰減這顯示內部存在缺陷或空隙，阻礙了聲波路徑。
⬜ 白色/亮色調： 表示 信號成功穿透。 樣品。這代表一個正常的、無缺陷的區域。
顏色映射說明： 軟體可以應用 偽彩色 使用偽彩色影像代替標準灰階影像，使缺陷一目了然。例如，一個常見的方案是： 紅色的 = 嚴重缺陷， 黃色的 = 輕微缺陷，且 綠色的 = 正常。
Q18：SAM 能否計算空隙率？
是的，它可以——而且精度很高。
SAM軟體可自動計算指定區域內的空隙率（缺陷面積與總檢測面積之比）：
定量分析能力：
1. 定義投資報酬率： 使用者選擇要分析的特定感興趣區域（ROI）。 2. 自動檢測： 該軟體會自動識別缺陷像素並確定其閾值。
3. 計算： 系統計算該比率：
空洞率 = 缺陷面積 / 總面積
4. 數據輸出： 此軟體輸出每個分析區域的精確空隙率。
實際應用案例（IGBT模組）：
區域 1 空投率： 4.54%
第二區空燃比： 1.78%
總/總作廢率： 19.62%
行業標準與要求：
工業級： 排尿率
汽車級： 排空率
高可靠性應用： 排尿率
Q19：TOF掃描是什麼意思？
飛行時間 (TOF) 指的是測量超音波回波返回所需的時間，而不僅僅是測量其「亮」或「暗」的強度。然後，將這種時間延遲轉換為精確的厚度或高度資料。
TOF能做什麼？
繪製焊層厚度圖： 檢查焊料或晶片黏合層的厚度分佈和均勻性。
檢測扭曲： 測量機械變形－例如確定 DBC（直接鍵結銅）基板相對於散熱器是否發生翹曲。
3D色彩映射： 使用顏色漸層顯示地形變化（例如， 紅色的 = 厚/高， 藍色的 = 薄/低）。
一個簡單的類比： 標準 C掃描 表現得像 相機 （它顯示） 如果 （存在缺陷）而 飛行時間掃描 表現得像 雷射測距儀 （它測量） 有多高 或者 厚度 （一項功能是）
Q20：什麼是 DBC，為什麼 DBC 分層需要 SAM 偵測？
DBC（直接鍵結銅） 指的是直接鍵結銅陶瓷基板。它採用三明治結構，由以下部分組成： 銅層→陶瓷芯→銅層。
為什麼SAM檢測對DBC至關重要？
CTE 不符： 在高溫運轉條件下，由於銅層和陶瓷層的熱膨脹係數 (CTE) 差異很大，因此會產生應力。
熱循環失效： 經過反覆的熱循環後，這種應力容易導致銅層從陶瓷芯層剝離。
熱失控風險： 分層會嚴重降低散熱性能，並顯著增加熱阻，最終導致組件災難性燒毀。
SAM 可以偵測到什麼：
⬜ 頂部介面： 頂層銅層與陶瓷芯之間出現分層。
⬜ 底部接口： 底部銅層與陶瓷芯之間出現分層。
⬜ 內部故障： 裂紋在陶瓷芯內部擴展。
這使得DBC檢測成為IGBT模組最關鍵的品質控製程式之一！