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2D X-ray

2D X-ray inspection

在半导体封装与电子组装制程中,许多关键结构位于元件内部,例如焊点(Solder Joint)、打线(Wire Bond)、银胶(Silver Paste)与封装框架(Lead Frame)。这些内部结构若出现空洞、接触不良或结构异常,将直接影响元件可靠度与产品良率。

 

2D X-ray(Two-dimensional X-ray Inspection) 是在不破坏样品的情况,藉由高能量撞击金属靶材激发出的x-ray具有穿透特性,借此成像特性以观察及判断先进封装内部是否存在空焊、HIP or Hop 等现象,也可透过此工具快速的确认封装内是否有断线、严重烧融等缺陷。

2D X-ray 技术原理
利用 X-ray 穿透成像观察元件内部结构

X-ray 检测的基本原理是利用 X-ray 射线穿透被检测物体。当 X-ray 穿过不同材料时,因材料密度与原子序不同,其吸收能力也会不同。经过样品后的 X-ray 会被影像侦测器接收并转换为可视影像,在影像中:

  • 密度较高的金属材料(如铜、金、锡)会呈现较深的对比

  • 密度较低的材料(如封装树脂)则会呈现较浅的影像

透过这种密度差异,即可清楚观察 IC 封装内部结构,例如打线路径、焊点形貌或内部空洞等缺陷。

 

2D X-ray 分析应用
  • PCB 组装缺陷检测

    2D X-ray 设备特别适用于 PCB 组装检测,可快速判断焊接品质与元件接合状况,例如:

    • 主动元件与被动元件的焊接状态

    • 焊点空洞(Void)比例分析

    • BGA / QFN 焊球结构检测

    • PCB 组装缺陷定位

  • 电子元件内部结构检测

    2D X-ray 亦可用于多种电子元件内部结构观察,例如:

    • 感测器(Sensor)

    • 继电器(Relay)

    • 保险丝与熔线(Fuse)

    • 线圈与绕组(Coil / Winding)

    • IC 封装与晶粒贴附(Die Attach)

    • Wire Bond 打线结构

闳康科技 2D X-ray 分析优势

闳康科技长期深耕半导体材料分析与失效分析领域,建立完整的封装与结构检测平台,在 X-ray 检测方面,闳康科技可结合多种分析技术,提供更完整的缺陷定位能力,可形成从 内部结构检测 → 缺陷定位 → 微观分析 → 根因判定 的完整分析流程,协助客户快速掌握产品品质并提升可靠度。

 

闳康科技导入多套高解析 X-ray 检测设备,可针对不同封装与电子元件提供非破坏检测服务,透过高解析 X-ray 成像系统,可精确观察封装与焊接结构状态。

  • Feinfocus FXS-160.40 TIGER X-RAY

  • Dage XD7600NT X-ray Inspection System

  • 图|Feinfocus FXS-160.40 TIGER X-ray 系统
  • 图|X-ray 检测操作与影像控制介面
  • 图|Dage XD7600NT X-ray 检测系统

 

2D X-ray 检测影像范例
  • 图|IC 封装内部结构 X-ray 影像

    观察封装内部打线(Wire Bond)与晶粒结构,并检测是否存在接触不良或结构异常。

  • 图|电子元件内部缺陷 X-ray 影像

    显示焊点空洞、焊接异常或材料缺陷等问题,协助工程师快速定位结构异常位置。

图|多角度倾斜 X-ray 检测

(a) 0° Tilt, 0° Rotate  (b) 55° Tilt, 45° Rotate  (c) 55° Tilt, 135° Rotate  (d) 55° Tilt, 225° Rotate  (e) 55° Tilt, 315° Rotate

透过不同倾斜与旋转角度观察,可更清楚辨识焊点结构与内部缺陷。

 

2D

图|2D X-ray 检测结果

(a) 先进封装底部锡球分佈影像,可观察局部区域出现空焊 (void) 与焊点异常情形。
(b) 封装内部走线与元件结构 X-ray 影像,显示局部金属区域密度异常,疑似 HIP/HOP 或材料堆积不均。
(c) 芯片区域焊点排列影像,部分焊球对比度不一致,显示可能存在焊接不良或内部空洞缺陷。
(d) 封装侧视剖面影像,观察到内部金属层产生变形与局部塌陷,疑似断线或局部烧融造成的结构异常。

 

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本次 MAFT 研讨会以「创新器件 & 封装」为核心主题,邀请专家学者们,聚焦超晶格铁电存储器、硅光子、6G高频EMI封装与量子计算等前瞻议题,带领与会者深入掌握下一世代半导体技术发展脉络。
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