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技术
TECHNOLOGY 封 测

元器件内部和外部界面的倾斜和翘曲

在 汽车发动机控制 的样品，所有位置测量
到的飞行时间相同，并
模块内，由于内
部结构问题，一 且表面平整度的图像的
个塑料封装的微电路即 像素点将呈现相同颜色
将发生故障。不过引发 （或相同灰度）。而表面
故障的问题不是通常的 不平，该图像会呈现多
气泡或脱层 , 由于扩大 种颜色。
或腐蚀而最终导致电气 表面平整度的轻微
故障，而是芯片的机械 变化不是什么严重的问
应力。 图1. 塑封BGA表面的一个突起（白色，左图）是由芯片和塑封材料之间的一个气泡（红色， 题，那么为什么还要测
右图）造成的。
塑料 IC 封装中的 量绘制元器件的表面的
气泡、脱层和其他空隙可以使用超声 入样品，在样品里它可能撞击到第二 平整度呢？因为有时表面高低的变化
显微成像仪器进行非破坏性检查。任 个材质界面并被反射。如果脉冲只撞 是由一些内部的异常引起的，如气泡，
何空气类的间隙反射回来的回声在超 击到固体到固体的界面，可能会被几 或者是由空隙以外的内部应力引起
声图像中呈现为一个白色像素点。 个这样的界面反射。但是，如果撞击 的。任何一个这样的异常都可能在元
即使没有空隙存在，导致控制 到的是固体到空气的界面，它就全部 器件使用过程中发生变化，并导致电
模块故障的应力也可以通过 Sonoscan 被反射，不能进入更深的层面，也不 气故障。局部的机械应力可能会导致
的 C-SAM® 超声显微成像仪器检测 再有的回声从该界面之下的层面反射 裂缝。一个小小的看起来无害的空隙
到。此类应力的警告讯号是元器件的 回来。 可能会变大，使引线键合分裂。
内部或外部表面本来应该是平整和水 当传感器移动时，每秒会产生数 用户可以使用反射模式成像方
平的，但是却呈现翘曲或倾斜。元器 千个脉冲 - 回波序列。每个回声（或 式选定特定深度的回声以生成超声图
件表面的翘曲或倾斜可以通过 C-SAM 没有回声 - 在没有内部界面的均质材 像。这个过程被称为设置门限。门限
的飞行时间模式成像显示出来，而内 料的样品中）代表在深度 z 处的一个 （在纵深方向）可以宽可以窄。如果
部界面的则由时间差模式成像来显 x-y 位置，并成为超声图像中的一个
示。两种模式都会产生等高线图。 像素点。
在 Sonoscan 的 C-SAM® 系列产
品中，超声波脉冲首先穿过几毫米高 飞行时间模式
的水柱后到达样品表面，然后进入样 飞行时间模式测量脉冲从传感
品里。传感器产生超声波脉冲，并且 器发射到样品表面并返回传感器所需
以超过 1 米 / 秒的速度横向移动，水 的时间。如果样品的表面是完全平整
柱随之移动。由于超声波仅被材质界 的，那么传感器读取的时间（以微妙
面反射，因此超声波的一部分被水到 计）在数千或数百万个发射脉冲的 x-y
图2.从IGBT模块的散热板“看穿”过去，不同颜
样品表面的界面反射，其余的脉冲进 位置上应该是相同的。一个完全平整 色显示翘曲的陶瓷基板的轮廓。

作者：汤姆 亚当斯 , Sonoscan公司顾问

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