A röntgenvizsgálatok kihívásai a mikroelektronikában

A röntgenvizsgálatok kihívásai a mikroelektronikában

Az elektronikai alkatrészek röntgenvizsgála­tának fejlődését bemutató cikksorozatunk harmadik részének témája a mikroelektroni­kai alkatrész-vizsgálatok kihívásai.

Jobb képminőség a nagy rendszerigényű alkalmazásokhoz

Az új technológiák megjelenése a bonyolult elhelyezkedéshez és anyagokhoz szükséges új képelemzési módszerek kifejlesztésére és elfogadására ösztönzi a röntgenrendszerek gyártóit. Napjaink legelterjedtebb és legigényesebb területei közül a mikroelektronika az egyik, amely számára a röntgenrendszerek képesek megoldást nyújtani.

 

A képlánc fejlesztése

A képlánc nem csak egy digitális detektor és cső, ettől többet jelent. Magában foglalja a számítógépes feldolgozást is, a képadatok rögzítését, illetve magát a monitort is, ezek együtt határozzák meg a képminőséget és lehetővé teszik a képek valós idejű megjelenítését.

Ha a képfrissítési sebesség elegendő (30-60 fps), a képek élőben megtekinthetők és manipulálhatók a képernyőn. Jellemzően, ha egy képre nagyobb minőségben van szükség, a számítógép rögzíti és feldolgozza a képkockát a kívánt eredmények elérése érdekében.

A képlánc továbbfejlesztése lehetővé teszi a képek feldolgozását már a képfolyam során, ennek eredményeképpen a monitoron a már feljavított formában jelennek meg a képek. A megjelenő különbség jelentős lehet. Például, ha repedést vizsgálunk egy forraszgömbben (1. ábra), ahelyett, hogy az a kép kerülne kiválasztásra majd feldolgozásra, amelyen a legjobban látszik a repedés, a repedés képe valós időben is megtekinthető, miközben a szenzor (vagy a minta) helyzete folyamatosan változik, hogy több látószöget is biztosítson.

1.ábra:  BGA ferde nézetben 16 bites digitális flat panellel (DFP)

 

Egy másik értékes eszköz az élő képek elemzéséhez a μHDR (2. ábra), mely átlagolja a teljes kép expozícióját és megmutatja a vizsgált minta szerkezetét.

 

2.ábra:  μHDR képek

 

Kihívások a mikroelektronikában

A cikksorozatban ismertetett röntgentechnológiai fejlesztések mind-mind arra irányultak, hogy az egyre kisebb és kisebb 3D tokozatok minőségellenőrzését hatékonyan és teljes mértékben ki tudják szolgálni.

A 3D tokozás egy összefoglaló kifejezés, mely felöleli a következőket: egymásra helyezett alkatrészek, 3D integrált áramkörök (IC), tok a tokon (PoP tokozás), egytokos rendszer (SiP) és még sok más. A 3D tokozás fő előnye, hogy a technológia helyet spórol a különböző chipek egy tokban való kombinált elhelyezésével, így lehetővé téve a nagyobb elemsűrűséget az elektronikai eszközökben. Az általános elvárás az, hogy az egymásra helyezett tokoknak képesnek kell lenniük tartani vagy csökkenteni a Z irányú magasságot a tokozatban, amely megköveteli a vékonyabb alkatrészeket, és az olyan alacsonyszintű összekapcsolási technológiákat, mint a Through-Silicon Via (TSV), réz pilléreket, mikro gömböket. Ezek a technológiák megnövelt rendszerintegrációt biztosítanak alacsonyabb költségek mellett, és csökkentik az ökológiai lábnyomot.

3.ábra: 3D tokozási típusok

 

4.ábra: SiP (System in Package) egytokos rendszerek

 

Minden rétegzett tokozás esetében felmerülnek olyan általános aggodalmak, mint a TSV porozitásai, a gömbök egyenletessége, flip-chip forraszanyag megbízhatósága, a tokozat vetemedése és a hőfeszültségek.

5.ábra: 3D tokozás modellje

 

Bár a hibák többsége szub-mikronos méretük, illetve a vékonyabb és alacsonyabb sűrűségű anyagok miatt nehezen detektálható, a modern röntgensugaras rendszerekkel ez mégis lehetővé válik a 2D, ill. μ3D szkennelés vagy Micro3D szeletelési módszerek kombinálásával.

A mikroelektronikai alkalmazásokhoz ajánlott röntgenrendszer nanofókuszú röntgencsővel, TXI (True X-ray Intensity) funkcióval és legalább 16 bites digitális síkdetektorral (DFP), kiegyensúlyozott térbeli és kontraszt-felbontással rendelkezik.

Ezenkívül a detektor, a cső és a mintatartó tálca kezelhetősége is nagyon fontos. Ha a cső és a detektor egymástól függetlenül mozgatható, az operátor számára lehetővé válik, hogy megtalálja a lehető legjobb jel-zaj arányt meghatározott target teljesítménnyel és nagyítással, illetve az érzékeny eszközök esetleges meghibásodási kockázatának csökkentésével.

 

Kapcsolódó termékpalettánk, elektronikai célra ajánlott CT berendezéseink műszaki leírásáért kattintson!

 

Kelenföldi Brigitta

szakterületi üzletkötő – radiográfia

info@grimas.hu vagy 06 1 420 5883

Elérhető dokumentumok