SAT 超音波扫瞄显微镜

SAT 的成像基础来自超音波在不同材料间传递时所产生的反射、散射与穿透量变化，其操作原理包含以下三个核心机制：

1. 超音波传递与声阻抗差异：SAT 的核心原理来自「声阻抗」的差异，当超音波从水介质传入不同材料，如硅晶粒、金属、树脂、空气、胶材、陶瓷时，每一种材料的声阻抗不同，产生的反射强度也会不同，声阻抗差异越大（例如：树脂 vs. 空气），反射越强，因此 SAT 对「空洞、脱层、裂缝」特别敏感。
2. 深度层扫描（Depth Profiling）：超音波发射后，会依照材料界面的密度与弹性产生不同回波讯号（Echo），经由时间延迟（Time of Flight）、反射强度（Amplitude）与散射模式（Scattering Profile）计算，即可将封装内部不同深度的界面重建成三维影像，透过连续的深度扫描，可以逐层检查树脂、晶粒、焊料与封装结构间的接合状态。
3. 高频超音波与解析度：SAT 探头频率一般可涵盖 15–230 MHz，低频具备更强的穿透力，适合厚封装；高频具有更高解析度，可辨识微小界面异常， SAT 能检测厚度大于 4 mm 的封胶模塑封装，同时也能辨识先进封装中的细微剥离结构，适用于大型 BGA、QFN、Power module。

SAT 超音波扫描显微镜常用于侦测封装内部的脱层、气洞、裂缝、崩裂、树脂不均与贴合异常等各类隐性缺陷，尤其是那些 X-ray 或光学方法难以捕捉的界面问题，随着 IC 封装朝更薄、大尺寸、多层堆叠与复材整合发展，SAT 已成为验证封胶品质、晶粒贴附、介面完整性与多层结构可靠度的标准分析工具。

在封装结构分析上，SAT 能以高对比成像清楚辨识封胶破裂（Package Crack）、介面剥离（Delamination）、晶粒崩裂（Die Crack）、树脂内部空洞（Void in resin）、填孔接触不良以及 die attach 铺胶不均等问题，其高敏感度足以呈现极薄介电层中的气隙、金属填孔内的微小空洞，并能评估无铅锡球 reflow 后树脂封装中的界面状态。

在功率模组、电源元件与陶瓷复材封装中，SAT 对金属／陶瓷界面、散热材料贴合层与银胶接着的检测更具不可替代性。超音波可穿透树脂、陶瓷与多层材料，使内部界面变化以高灵敏度呈现，提供制程改善、封装优化与可靠度分析的重要依据。

1. 封装崩裂（Package Crack）：可检测 molding compound、环氧树脂或封装外围因热应力或机械应力产生的裂缝，并可追踪裂缝的延伸方向与深度。

2. 层间剥离与脱层（Delamination）：能辨识 molding 与 substrate、DAF 与晶粒、Underfill 与 RDL 等界面的局部剥离，是封装可靠度失效的关键指标。

3. 树脂内部空洞（Voids in Resin）：可评估 molding 封装、Underfill 填充或 die attach 中因气泡、湿气或材料混合不均造成的空洞，对后续热循环可靠度有高度影响。

4. 晶粒崩裂（Die Crack）：能观察晶粒边缘或内部因应力造成的 crack，是晶片可靠度分析的重要项目之一。

5. 晶粒贴附（Die Attach）品质评估：能判断银胶（Ag epoxy）、DAF 膜、Solder Die Attach 的铺展与附着状况，是功率模组与高功率封装不可或缺的验证项目。

6. 金属填孔（Via / Plated Hole）接触不良：可辨识 TSV、ReVia 或 PCB via 中金属填孔不完整的状况，例如孔内空洞、夹杂物或填孔密度不均。

闳康科技具备 Hitachi FS300II 与 Sonoscan GEN6 两大高阶 SAT 设备，能满足从一般封装、BGA、QFN 到高功率模组、MEMS 与先进材料的多层界面分析需求。

1. 高频宽探头（15–230 MHz）：探头频率涵盖 15–230 MHz，可依材料特性、封装厚度与结构需求选择不同探头，以在穿透力与解析度间进行最佳化选择，高频探头能辨识极微细的界面缺陷，低频探头则可检测厚封装或材料堆叠较多的产品，使成像在穿透深度与解析度之间取得最优平衡。

   超音波频率	特性	适用范围
   15–30 MHz	穿透力强	厚封装、树脂体、功率模组
   30–100 MHz	解析度与穿透力平衡	大多数 IC 封装 / PCB
   100–230 MHz	高解析度、可辨细微缺陷	WLP、MEMS、Microelectronics

2. 高速度扫描（最高 1000 mm/s）：高速扫描能力可支持大量试片检查，提高量产品质控管效率。同时可维持定位精准度，使封装内部缺陷判读更具可靠性。
3. 高深度解析度（0.5 μm）：闳康的 SAT 系统具 0.5 μm 的高度分辨率，可精准区分相近层间界面差异，如 DAF（Die Attach Film）黏着不均、Underfill 裂缝、封胶树脂内细微空洞等。
4. 多模式成像能力：SAT 拥有多种扫描模式，能让同一颗样品从不同角度被完整剖析，透过多模式整合，工程师可迅速判读缺陷深度、界面异常位置与接着品质状况，大幅提升问题定位效率，同时也能依材料特性与缺陷类型，选择最适合的量测方式，确保分析结果更准确可靠。

   扫描模式	特性
   A-scan（单点波形扫描）	显示单一位置的回波时间与强度，提供界面深度与反射特性资料。
   B-scan（剖面扫描）	呈现沿直线方向的侧视截面，可清楚判断缺陷位置在 Z 轴的深度。
   C-scan（平面扫描）	呈现特定深度的 2D 缺陷分布，是封装品质检查最常用的模式。
   S-image（多层影像叠加）	整合不同深度影像，用于分析封装结构多层界面差异。
   T-scan（透射扫描）	由另一侧接收声波，适合检查整体材料透射率与大面积缺陷。
   3D Acoustic Imaging（立体声学影像）	将多层扫描结果整合成三维结构，用于视觉化 crack 走向、delamination 范围与材料内部几何特性。