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| 如何解读超声波扫描显微镜测试图像?-初级培训教程(2) |
超声波扫描显微镜，Scanning Acoustic Microscope (SAM)，具有反射式扫描与透射式扫描两种模式。超声波扫描显微镜反射式扫描能够检测出被测元器件或材料内部的结构以及缺陷的类型、位置、大小等，而透射式扫描无法确定被测器件内部缺陷的深度位置，但可以比反射式扫描更快捷、方便地检测器件内部是否有缺陷，因而被许多半导体封装企业在筛选产品时或与反射扫描交叉验证检测到的是否为缺陷时所使用。超声波扫描显微镜技术是失效分析中必不可缺的一环，因此作为新入门的失效分析工程师必须能够清晰的看懂超声波扫描报告。而看懂超声波扫描报告的前提是看懂超声波扫描图像。下面，我就带大家简单的了解一下如何看懂超声波扫描显微镜测试图像。
从封装结构来看超声波扫描图像
首先在我们看懂超声波扫描图像之前，要了解到器件本身的封装结构。只有从结构来看超声波扫描图像，才能迅速的找到自己想观察的位置。常见的封装主要分为金属引线框封装和基座式封装。
金属引线框封装的基本结构：
对应的我们举一个例子，让大家更直观的看懂图片对应结构的位置。 |
半导体器件封装示意图 |
芯片不同深度超声波扫描显微镜扫描图像 |
超声波扫描显微镜，Scanning Acoustic Microscope (SAM)，是一种利用超声波脉冲回波进行探测的无损检测设备，通过脉冲激励压电换能器发射超声波，通过耦合介质传递到被测样品，在经过不同介质时会发生折射、反射等现象，通过声阻抗不同的材料时会发生波形相位、能量上的变化等现象，经过一系列数据采集计算形成灰度值图片，可用来分析样品内部状况。超声波扫描显微镜，可以检查元器件、材料、晶圆等样品内部的分层、空洞、裂缝等缺陷，被广泛的应用在物料检测（IQC）、失效分析（FA）、破坏性物理分析（DPA）、可靠性分析、元器件二次筛选、质量控制(QC)、质量保证及可靠性(QA/REL)、研发(RD)等领域。
在了解器件结构后，我们再从超声波扫描显微镜原理来看超声波扫描图像。
1.T扫描（T-scan）：通过检测超声波透射信号实现对器件缺陷的扫描，根据超声波传播原理，遇见空气全反射，所以T扫描无法完全穿透器件，我们以此判断器件本身是否存在分层缺陷。对应的我们举一个例子，显而易见，左右两侧的T扫描图像对比可以发现，左侧的T扫描出现大部分黑块。由此我们判断左侧器件存在分层，右侧图片无分层。 |
超声波扫描显微镜T扫描T-scan有缺陷透射测试图像 |
超声波扫描显微镜T扫描T-scan无缺陷透射测试图像 |
2.C-scan与TAMI-scan：超声波扫描显微镜的两种扫描模式，两者的关系为TAMI是很多层的C扫描。
C-scan：检测水平x方向的二维截面图；
TAMI-scan：可以同时扫描出2-999层C-扫描图像。
对应的我们举一个例子，根据超声波扫描显微镜原理，遇见空气超声波信号全反射，在C扫描时无法接收到反射回来的正常成像，我们以此判断器件本身是否存在分层。对应的我们举一个例子，对比下面两张图片，我们可以看出，左侧器件的Die表面反射回来的图片出现大块亮块。因此，我们判断左侧器件Die表面分层。 |
| 3.B-scan：检测垂直x方向的二维截面图，根据超声波扫描显微镜原理，我们在B扫描成像的图片中会发现，同一位置分层器件与未分层器件的区别在于分层位置很亮。对应的我们举一个例子，对比下面两张图片，可以清晰的看出分层位置的B扫描图片会比较的亮。 |
超声波扫描显微镜B扫描（B-scan） |
超声波扫描显微镜B扫描缺陷（B-scan） |
| 4.A-scan：超声波信号检测波形并显示在示波器上，根据超声波扫描显微镜原理，遇到不同介质会存在不一样的反射波。对应的波形，我们称为A扫描波形。如下，为无异常器件的A扫描波形。而根据遇见空气全反射的原理，我们判断分层位置的A扫描波形与无分层器件的波形相反。对应的我们举一个例子，通过下面两组图片对比，我们可以清晰的看到无分层位置的波形与分层位置波形相反。我们通常称分层位置的波形为反向波。 |
超声波扫描显微镜A扫描波形解释说明（A-scan Waveform） |
超声波扫描显微镜A扫描波形（A-scan Waveform） |
那么，通过以上介绍大家掌握了看懂超声波扫描显微镜测试图像的要领了么？如果有任何问题，可以随时咨询我们，联系我们的工程师，为你解答哟！
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