半导体失效分析 _C-SAM 扫描声学显微镜工作原理介绍
山东c-sam超声波显微镜工作原理
山东c-sam超声波显微镜工作原理
C-SAM超声波显微镜是一种非破坏性的检测设备，主要应用于半导体产业、电子器件、航空航天、工业制造等领域，用于检测材料内部的缺陷、异物、裂纹等。
在实际应用中，
C-SAM超声波显微镜具有灵敏度高、分辨率高、无损检测等优点，因此，被广泛应用于各
个领域。
C-SAM超声波显微镜的工作原理是利用超声波在固体材料中的传播规律来检测材料内
部的缺陷。
超声波是一种机械波，其传播速度和反射特性因材料的声学性质而异。
当超声
波传播到材料的表面时，会被部分反射回来，当遇到材料内部的缺陷时，超声波将穿过缺
陷并产生相应的反射信号。
C-SAM超声波显微镜通过检测这些反射信号并对其进行分析，可以获得材料内部缺陷的信息。
C-SAM超声波显微镜主要包括超声发射器、超声接收器、控制器和图像处理软件等组
成部分。
超声发射器主要用于产生超声波信号，它将电能转换成机械波能量，使超声波信
号以一定频率和幅度在材料中传播。
超声接收器主要用于接收从材料中反射回来的超声波
信号，并将其转换为电能信号。
控制器主要用于控制发射器和接收器的工作状态，并将接
收到的信号传输到计算机中进行处理。
图像处理软件主要用于对信号进行处理和分析，并
将检测结果显示出来。
总之，C-SAM超声波显微镜是一种高精度、高可靠性的非破坏性检测设备，在材料检
测和质量控制方面具有广泛的应用前景。
其工作原理简单明了，通过利用超声波在固体材
料中的传播规律来检测材料内部的缺陷，具有灵敏度高、分辨率高、无损检测等优点，是
现代工业生产过程中不可或缺的一部分。
声学扫描显微镜
扫描声学显微镜
声学扫描显微镜(SAM)是一种多功能、 高分辨率的显微成像仪器，兼具电子 显微术高分辨率和声学显微术非破坏 性内部成像的特点, 被广泛的应用在 ○ 物料检测（IQC）、失效分析（FA）、 质量控制(QC)、质量保证及可靠性 (QA/REL)、研发(R&D)等领域，可以检 测材料内部的晶格结构、杂质颗粒、 内部裂纹、分层缺陷、空洞、气泡、 空隙等，为司法鉴定提供客观公正的 微观依据。
扫描声学显微镜
组员：应物三班 宋 飞326 刘 健303 刘丹跃305
1、显微镜种类介绍 2、扫描声学显微镜的原理 3、扫描声学显微镜的性能及在材料科学中的应用
2
显微镜有很多种类，大致有：
透射电子显微镜(TEM) 扫描电子显微镜(SEM) 场离子显微镜(FIM) 高压电子显微镜(HVEM) 分析电子显微镜(AEM) 场发射电子显微镜(FEEM) 声学显微镜(AM) 扫描隧道显微镜(STM)
原子力显微镜(AFM)
超高压电子显微镜
•
• •
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主要用途： 观测材料、矿物、生物样品、器件透射 电子显微象及电子衍射图，对样品微观组织、结构、 缺陷等定性、定量分析。 可对样品在加热、拉伸、 电子辐照等条件下微观组织的变化过程进行动态观测。 仪器类别： 03040701 /仪器仪表 /光学仪器 /电子光 学及离子光学仪器 /透射式电子显微镜 指标信息： 加速电压：1000kV 放大倍数：150倍～ 30万倍晶格分辨率：0.27nm 选区衍射相机长：2～ 6m 试样可加热温度：1000℃ 附件信息： 加热台（室温-1000℃），拉伸台加伸台 （室温-1000℃），动态过程摄象录象系统。双倾台 （±45° 该仪器是我国最大型的透射电子显微镜，它主要用于 各种材料的微结构分析，组织特征和相鉴定，缺陷研 究等。与普通电子显微镜相比较，它可以进行微观过 程的动态实验观察、辐照效应研究、厚试样和粗大析 出物的观察分析以及半导体微器件结构研究。同时， 本实验室样品制备、数据结果处理等附属设备齐全， 为科研实验创造了良好条件。
扫描电子显微镜的构造和工作原理
扫描电子显微镜的构造和工作原理扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种常用的高分辨率显微镜，它通过使用聚焦的电子束来替代传统显微镜中使用的光束，从而能够观察到非常小尺寸的物体或细节。
SEM的构造和工作原理如下：构造：1.电子源：SEM使用热电子发射或场致发射的方式产生电子束。
常用的电子源是热丝电子枪，其中一个被称为热阴极的钨丝加热电子产生材料，产生电子束。
2. 电子透镜系统：SEM中有两个电子透镜，分别称为透镜1（即准直透镜）和透镜2（即聚经透镜）。
透镜1和透镜2的作用是使电子束呈现较小的束斑（electron beam spot），从而提高分辨率和放大率。
3. 检测系统：SEM的检测系统包括两个主要部分，即二次电子检测器（Secondary Electron Detector，SED）和回散射电子检测器（Backscattered Electron Detector，BED）。
SED主要用于表面形貌观察，它能够检测到由扫描电子激发的二次电子。
BED则用于分析样品的成分和区分不同物质的特性。
4.微控样品台：SEM中的样品台可以精确调整样品位置，使其与电子束的路径重合，并且可以在不同的方向上转动，以便于观察不同角度的样品。
5.显示和控制系统：SEM使用计算机控制系统来控制电子束的扫描和样品台的移动，并将观察结果显示在计算机屏幕上。
工作原理：1.电子束的生成：SEM中的电子源产生高能电子束。
电子源加热电子发射材料，如钨丝，产生高速电子束。
2.电子透镜系统的聚焦：电子束经过透镜1和透镜2的聚焦，使其呈现出较小的束斑。
3.样品的扫描：样品台上的样品被置于电子束的路径中，并通过微控样品台控制样品的位置和方向。
电子束扫描过样品表面，通过电磁透镜和扫描线圈控制电子束的位置。
4.二次电子和回散射电子的检测：电子束与样品相互作用时，会产生二次电子和回散射电子。
二次电子是由电子束激发样品表面产生的电子，可以用来观察样品的表面形貌。
电路失效分析、可靠性、稳定性测试
随着电子电器行业的不断发展，消费者水平也在不断提升，人们已经不仅仅满足于产品的外观和功能，电子电器产品的可靠性已成为产品质量的重要部分。
RTS.LTD 可靠性测试能帮助电子电器制造企业尽可能地挖掘由设计、制造或机构部件所引发的潜在性问题，在产品投产前寻找改善方法并解决问题点，为产品质量和可靠性做出必要的保证。
失效分析RTS.LTD 可靠性实验室配备了扫描电子显微镜、傅立叶转换红外光谱仪、能谱仪、切片、金相显微镜等精密设备提供失效分析，可进行切片测试、焊点拉伸强度、可焊性测试、镀层厚度测试、锡须观察、成分分析等实验。
气候环境试验RTS.LTD 环境可靠性实验室拥有一批国际、国内著名的专业环境试验设备制造商生产的气候环境试验设备，设备技术先进、性能稳定、功能齐全，可编程控制，自动绘制试验曲线。
测试项目测试范围高温室温~300 ℃低温室温~-70 ℃恒温恒湿20 ℃~ 95 ℃，20 ~ 98%RH低湿 5 ℃~ 95 ℃，5 ~ 98%RH温度/ 湿度循环-70 ℃~ 150 ℃，20 ~ 98%RH冷热冲击-65 ℃~ 150 ℃快速温变-70 ℃~ 150 ℃，25~98%RH ，≦15 ℃/min高压蒸煮105 ℃~ 142.9 ℃, 75~100%RH, 0.020~0.196Mpa盐雾中性盐雾、醋酸盐雾、铜加速醋酸盐雾气体腐蚀SO 2, H 2 S, Cl 2 , NO 2 ，NH 3臭氧测试0---500ppmUV 老化UV exposure UVA340, UVA351,UVB313太阳辐射辐照度：450W/m 2 ----1200W/m 2低气压室温~200 ℃，常压~10kPa防水滴水、摆管淋雨、喷水（IPX0~IPX8 ）防尘钢球、铰接试指、金属丝、防尘箱（IP0Y~IP6Y ）机械环境实验RTS.LTD 机械环境实验室拥有具有国际先进水平的高频振动实验系统和机械冲击实验系统，100kg 自由跌落实验台等机械环境实验设备。
扫描声学显微镜在半导体封装失效分析中的应用及前景
波被 安装 在 样 品 另一 侧 的接 收器 收 集 ， 有从传 导器 到接 所 收器的信 息被 透射接 收器 收 集 。 样 品『部 分层的 区域 ， 在 人 Ｊ 由
Ｃ ｓａ 模式对硅芯片封装 中界面分层的检 测 － ｎ ｃ
界 面分 层是 在 电子 封装 中最 常见 的失 效 模 式 ， 电子 互 联 界 面 分 层 会 导 致 电 路 开路 、 电阻 变 高 或 者 其 他 形 式 失
合 媒 介 中。 去离 子水 由于对 人 多数 的 封 装而 言是 安全 的环 境 ， 对用 户而 言非常 方便 获得 ， 且 因而成 为被 最为广 泛应 川 的液体 媒 介 信号 收 集 的方式 有 两 种 ： 射 模 式 （－ ｃｎ 和脉 冲反 透 Ｔ ｓａ ） 射 模式 。 冲反 射模 式 又被 分为三 种 ： — Ｃ Ｎ — Ｃ 脉 Ａ Ｓ Ａ ，Ｂ Ｓ ＡＮ 和 Ｃ Ｓ Ａ 模 式 ． — ｃｎ —Ｃ Ｎ ． ｓａ 模式 是基 本 的声波 形式 在 示波镜 Ａ 上 的表 现 。 — ｃｎ 垂 直截 面 的两维 图像 形式 。 — ｃｎ Ｂ ｓａ是 Ｃ ｓａ是 水平 截面 的两 维 图像 形式 。 冲反 射 模 式 意味 着 从样 品反 脉 射 来 的超 声 波被 发 射 超声 波 的 一 个 传感 器 接 收 ， 然后 再 被 送 到接 收 器。 声波 进 入样 品 再返 回传感 器 的 飞行 时 超 间取 决于反 射界 面离 传感 器的距 离 。 因此 ， 自不 同界面 的 来 反 射 波在 时 间轴 上被 分离 开 来 。 要 研 究 的界面 信息 就可 需 以通 过在 软 件 中框 选 （ａｅ 相 应 的波 形 而得 到 ， 择 框 （ ｇｔ） 选
扫描电子显微镜工作原理
扫描电子显微镜工作原理
扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束扫描样品表面并通过感应信号形成显像的仪器。
其工作原理如下：
1. 电子源发射电子束：SEM中有一个电子枪，用于产生高能电子。
电子枪中通常会使用热阴极，通过加热或电子轰击方式将电子从阴极中释放出来。
2. 高能电子束聚焦：释放出来的电子会受到聚焦系统的控制，将电子束聚焦成一个非常细小的束斑。
聚焦系统通常包括透镜或电磁镜等。
3. 电子束扫描：经过聚焦的电子束被定向扫描到样品表面。
样品通常需要先制备成非导电表面或镀上导电层，以便电子束能够顺利地与样品相互作用。
4. 电子-样品相互作用：电子束与样品表面相互作用会产生多种效应，如散射、反射、透射等。
其中最常用的效应是二次电子发射（secondary electron emission）和后向散射电子（backscattered electron）的产生。
5. 信号收集：通过安装在SEM中的多种探测器，可以收集和测量与电子-样品相互作用相关的信号。
常用的探测器包括：二次电子探测器、后向散射电子探测器、X射线能谱仪等。
6. 信号转换和处理：收集到的信号会经过放大、滤波、数字化
等处理，并转化成图像或谱图。
7. 图像显示：最后，处理好的信号通过计算机和显示器进行图像重建和显示，使得研究人员可以观察到样品表面的微观结构和形貌。
扫描电子显微镜通过以上步骤实现样品表面的高分辨率成像，并能提供有关样品表面化学元素的分布信息。
它在材料科学、生物学、纳米学等领域发挥着重要作用。
芯片失效分析,你可以怎么办
芯片失效分析，你可以怎么办对于应用工程师，芯片失效分析是最棘手的问题之一。
之所以棘手，很无奈的一点便是：芯片失效问题通常是在量产阶段，甚至是出货后才开始被真正意识到，此时可能仅有零零散散的几个失效样品，但这样的比例足以让品质部追着研发工程师进行一个详尽的原因分析。
对于研发工程师，在排查完外围电路、生产工艺制程可能造成的损伤后，更多的还需要原厂给予支持进行剖片分析。
不管芯片是否确实有设计问题，但出于避免责任纠纷，最终原厂回复给你的报告中很可能都是把问题指向了“EOS”损伤，进而需要你排查自己的电路设计、生产静电防控。
由于缺乏专业的分析设备，芯片内部设计的保密性不可能让应用工程师了解太多，因此对于原厂给予的分析报告，应用工程师很多时候其实处于“被动接受”的处境。
虽然无法了解芯片内部的设计，但其实我们可以了解芯片厂商相关失效分析手法，至少在提供给你的报告上，该有的失效分析是否是严瑾，数据是否可靠，你可以做出一定的判断——手法一：电子显微镜查看表面异常失效的芯片样品到了芯片厂商手里后，首先要做的必然是用高放大倍数的电子显微镜查看芯片表面在物理层面上是否有异常问题，如裂痕、连锡、霉变等异常现象。
手法二：XRay查看芯片封装异常X射线在穿越不同密度物质后光强度会产生变化，在无需破坏待测物的情况下利用其产生的对比效果形成的影像可以显示出待测物的内部结构。
IC封装中如层剥离、爆裂、空洞、打线等问题都可以用XRay进行完整性检验。
手法三：CSAM 扫描声学显微镜扫描声学显微镜利用高频超声波在材料不连续界面上反射产生的振幅及相位与极性变化来成像，典型的SAM图像以红色的警示色表示缺陷所在。
SAM和XRay是一种相互补充的手法，X-Ray对于分层的空气不敏感，所得出的图像是样品厚度的一个合成体，而SAM可以分层展现样品内部一层层的图像，因此对于焊接层、填充层、涂覆层等的完整性检测是SAM的优势。
手法四：激光诱导定位漏电结给IC加上电压，使其内部有微小电流流过，在检测微电流是否产生变化的同时在芯片表面用激光进行扫描。
扫描电子显微镜工作原理
扫描电子显微镜工作原理
扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一
种利用电子束与样品相互作用，通过控制电子束扫描样品来获得高分辨率图像的仪器。
其工作原理可以概括如下：
1. 电子枪和聚焦系统：SEM中的电子枪产生高能量的电子束，通常使用热阴极或冷阴极发射电子。
聚焦系统根据需要将电子束聚焦成细束。
2. 射线系统：聚焦后的电子束进入射线系统，经过一系列的电磁透镜和偏转磁铁来控制和定位电子束的位置。
3. 样品台和扫描系统：待观察的样品放置于样品台上，样品台可以进行高精度的位置调整。
电子束从顶部进入，并通过电磁透镜附近的扫描线圈来控制水平和垂直方向的束斑位置，从而实现对样品表面的扫描。
4. 信号检测和图像重建：当电子束与样品相互作用时，会产生多种不同的信号。
最常用的信号有二次电子（SE）和背散射
电子（BSE）。
二次电子是由被电子束激发的表面原子或分子
所发射的电子。
背散射电子是由高能电子与样品原子核的相互作用而散射产生的电子。
这些信号被探测器捕捉，并转换为电信号传输到图像处理系统。
通过组合并处理这些信号，最终形成高分辨率的样品图像。
5. 系统控制和图像显示：扫描电子显微镜通常配备有相应的系统控制软件，可以实时调整电子束的参数、样品扫描范围和扫
描速度等。
图像可以通过电子束的扫描和控制以及信号检测系统的输出，转化为显示在显示器上的图像。
总结起来，扫描电子显微镜通过利用电子束与样品相互作用并检测所产生的信号，通过电子束的扫描和控制，最终生成高分辨率的样品图像。
超声波扫描显微镜工作原理
超声波扫描显微镜工作原理超声波扫描显微镜，英文是：Scanning Acoustic Microscope，简称SAM，由于它的主要工作模式是C模式，因此也简称：C-SAM。
现在做失效分析的实验室里，这个设备直接被通称为C-SAM，就像X射线透射机被通称为X-Ray一样。
超声波扫描显微镜有两种工作模式：基于超声波脉冲反射和透射模式工作的。
反射模式是主要的工作模式，它的特点是分辨率高，对待测样品厚度的没有限制。
透射模式只在半导体企业中用作器件筛选。
超声显微镜的核心就是带压电陶瓷的微波链，压电陶瓷在射频信号发生的激励下，产生短的声脉冲，随后这些声脉冲被声透镜聚焦在一起，超声波扫描显微镜的这个带压电陶瓷的部件叫换能器，英文是：Transducer。
换能器既能把电信号转换成声波信号，又能把从待测样品反射或透射回来的声波信号转换成电信号，送回系统进行处理。
换能器负责将电磁脉冲转换成声脉冲，离开换能器后，声波被声透镜通过耦合介质（一般是去离子水或无水酒精等）聚焦在样品上。
耦合介质是为了防止超声波信号快速衰减，因为超声波信号在一些稀疏介质中传播是，会快速衰减。
样品置于耦合介质中，只要声波信号在样品表面或者内部遇到声波阻抗介面（如遇到孔隙、气泡、裂纹等），就会发生反射。
换能器接收到反射信号后，会将其转换成电脉冲，超声波信号转换成电脉冲后表征为256级灰度值。
每只换能器都有其特定的超声波频率，凯斯安公司可以针对用户的需要特别配置。
这个过程就是超声波扫描显微镜反射工作模式的基本过程。
另一种超声显微镜的工作模式叫透射模式。
透射扫描时，样品下方要安装另外一只换能器，这只换能器会接收所有完全穿透样品的超声波信号。
根据接收的信号就能还原出各种超声波C扫图像。
超声波显微镜在失效分析中的应用•晶圆面处分层缺陷•锡球、晶圆、或填胶中的开裂•晶圆的倾斜•各种可能之孔洞（晶圆接合面、锡球、填胶…等）超声波显微镜的在失效分析中的优势•非破坏性、无损检测材料或IC芯片内部结构•可分层扫描、多层扫描•实施、直观的图像及分析•缺陷的测量及缺陷面积和数量统计•可显示材料内部的三维图像•对人体是没有伤害的•可检测各种缺陷（裂纹、分层、夹杂物、附着物、空洞、孔洞等）超声波扫描显微镜的应用领域•半导体电子行业：半导体晶圆片、封装器件、大功率器件IGBT、红外器件、光电传感器件、SMT贴片器件、MEMS等;•材料行业：复合材料、镀膜、电镀、注塑、合金、超导材料、陶瓷、金属焊接、摩擦界面等；•生物医学：活体细胞动态研究、骨骼、血管的研究等.。
扫描声学显微技术——原理与应用
——原理与应用
1.超声波基础
•
超声波指的是频率高于 20KHz的声波，超过10MHz 的超声波不能穿透空气。 （检测中应用的超声波频率 通常超过10MHz。） 扫描声学显微中利用到的主 要优点： 能在液体或固体材料中自由 传输； 声波会在材料界面，内部缺 陷或材料变化的地方发生反 射； 能够聚焦，能够沿直线传输； 对材料非破坏性。
• THUR-SCAN 是全透式的扫描方式，发射的
超声脉冲在样品上方扫描，超声接收器在 样品下面接收穿透样品的超声脉冲。如果 样品内部某处有缺陷，超声脉冲无法通过。 得到一幅黑白分明图像，这功能适合大量 样品的快速筛选。
脉冲反射方式-透射方式对比
脉冲反射方式-透射方式对比
Pulse-Echo
Transmit Transmit & Receive Receive
• 反射与传输
Incident Energy Water Z1 Plastic Z2
Z1 = C where:
Reflected Energy Transmitted Energy
Z2 = C where:
=1.00 gram/cm3
C= 1.5 x 106 Z1 = 1.5 x 106
=2.00 gram/cm3
C= 2.00 x 106 Z2 = 4.00 x 106
T
酒精 (20 C) 空气 (20 C) 硅 金 铜 铝 环氧树脂 树脂 (IC) 玻璃 (石英 ) 氧化铝 (AL2O3)
0
0
2Z1 Z 2 Z1 2(1.5) ( 4.0 1.5) (3.0) (5.5)
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半导体失效分析工具介绍
-C- 模式扫描声学显微镜工作原理
集成电路（IC）封装的可靠性在很多方面取决于其机械完整性。
由不良的粘合，空隙，微裂纹或分层引起的结构缺陷的影响在电气性能特征中可能并不明显，但可能导致过早失效。
C模式扫描声学显微镜（C-SAM） (C-Mode Scanning Acoustic Microscopy ) 是用于IC封装非破坏性故障分析的出色工具。
它对界面异常（例如不良的粘合，分层）表现出良好的敏感性。
空隙，裂缝和异物夹杂物。
使用C-SAM的非破坏性超声波测试方法是一种常见的检测方法，用于检测半导体中的分层或裂纹故障，结果可靠且相对准确。
C模式扫描声学显微镜（C-SAM）的原理：
声学成像利用横向声波的高频束（1-50 MHz）与测试样品之间的相互作用来定位不同声阻抗的区域。
声波在不同声阻抗的界面处反射，并在穿过样本材料时衰减。
几乎完全反射发生在声阻抗差较大的界面上，例如金属与空气之间的界面。
在声阻抗不变的界面上不会发生反射。
通过分析透射或反射的声束，可以定位地下缺陷。
三种模式用于显示脉冲回波信息。
在A模式下，不对换能器进行x-y扫描，并且从某个点生成声音信息。
在B模式下，换能器沿一条线扫描。
生成二维图像，其中一个轴是换能器的x位置，另一个轴是反射脉冲的飞行时间。
反射脉冲的幅度被映射为飞行时间轴上的强度。
在B模式下创建的图像类似于样本的横截面。
在C模式下，换能器以光栅方式移动。
生成二维图像，其中图像中的x-y位置对应于换能器的x-y位置。
图像上给定x-y位置的强度与给定飞行时间上反射信号的幅度成比例。
使用该时间窗口，可以在样品中特定深度的缺陷范围内生成C模式图像。
用于微电子故障分析的声学成像包括三种利用超声成像技术的技术。
三种声学显微镜技术分别是扫描激光声学显微镜（SLAM），扫描声学显微镜（SAM）和C模式扫描声学显微镜（C-SAM）。
所有这三种技术都是非破坏性的。
扫描激光声显微镜（SLAM）是一种透射显微镜系统，它使用换能器产生超声波，并使用激光束检测透射波。
由于超声波在空气中迅速衰减，因此使用液体介质（例如水或Flourinert™）来提供更好的声音传输特性。
随着声波传播通过样品，空隙和不相似的界面将减少声波的传输。
然后，当样本撞击盖玻片和液体耦合剂之间的界面时，位于样本背面的激光检测器便会检测到它们。
然后，可以将空隙，异种界面和其他改变声波传输特性的缺陷检测为不良声传输区域。
可以通过扫描激光探测器将该信号转换为地图。
扫描声显微镜（SAM）是一种表面测量系统，用于观察样品表面的反射图像。
在很高的声频下，可以获得与光学图像相似的待检查表面的图像。
该技术还可以得出有关材料弹性特性的信息。
可以在大约10秒钟内产生完整的图像。
该技术并未广泛用于IC故障分析。
C-模式扫描声显微镜（C-SAM）是一种检查来自样品外部和内部接口的反射波的仪器。
换能器既充当发送者又充当接收者（见图）。
一个非常短的声脉冲进入样品，并且在零件内的特定界面处产生回波（参见图）。
返回时间是从界面到换能器的界面距离的函数。
这可以在图中看到，其中来自初始界面的回波在大约0.5微秒后显示为信号，而来自内部分层的回波在大约1微秒后显示为信号。
可以设置电子门来检查与来自特定界面的回声相对应的特定时间段。
在C-模式下，换能器可以生成界面图。
该数据包含有关包装内接口质量的信息。
该模式对于检查封装IC中的分层，空隙和裂纹以及芯片附着质量最为有用。
据报道，模塑料中的声衰减在15 MHz时为40 dB / cm，并随着频率的增加而迅速增加。
封装优先衰减较高的频率。
结果，标准PLCC封装的声学检查被限制在大约20 MHz。
但是，通常以高达90 MHz的频率检查薄塑料包装（mm）。
衰减也会影响深度分辨率，尤其是在塑料包装检查中。
宽带回波脉冲的衰减周期大约为1.5l，每次反射后都会形成一个“死区”。
在“死区”中，如果不使用频域分析方法，以后的反射将无法暂时解决。
随着中心频率的增加，该死区变得更薄。
在陶瓷封装中，衰减要小得多（<.05 dB / cm），但声速几乎是模塑料的三倍。
因此，Al 2 O 3在50 MHz下的一个波长为200 mm，大约等于20 MHz下模塑料中的一个波长。
在Al2O3中，在50 MHz的中心频率和1.6 mm的深度处观察到接近一个波长的横向分辨率。
反射声成像的灵敏度优于该技术的横向分辨率。
例如，在20 MHz C-SAM中，在塑料包装检查中，在声波波长为170 mm的情况下，经常会在1.6 mm处看到25 mm（1 mil）的键合线。
侧面尺寸远大于反射中易于检测到的波长的弱反射物体可能在透射中仅产生可忽略的较小对比度效果。
但是，图像中小的非镜面反射镜的视在尺寸将由可用的横向分辨率确定。
反射模式声波成像对横向尺寸远大于波长的细裂纹的敏感性是C-SAM检查的重要方面。
声音是一种物质波，取决于分子振动的传播。
理论预测，如果裂纹开口大于询问声波产生的粒子位移幅度，则应该可以检测到裂纹开口。
例如，用钢进行的实验表明，可以检测到约
10nm的充气裂纹。
除声阻抗外，声学分析的主要变量是频率。
在较高的频率下，检测小腔的灵敏度提高。
不幸的是，有用信息的最大深度在较高的频率下会降低。
通常，需要折衷以优化灵敏度和声束穿透。
对于硅IC检查，使用30至50 MHz的频率。
这样产生的最大理论灵敏度为20微米。
因此，腔和缺陷的深度不能比20微米更精确地定位。
声学显微镜
的x-y分辨率取决于许多变量，包括频率，样品吸收，散射和换能器的x-y扫描步长。
材料速度 (m/sec) 密度 (g/cc) 阻抗 (105g/cm2sec)
Al2O3 10400 3.8 40
Cu 4400 8.9 39
Si 8430 2.4 20
Mold Compound ~3500 1.8 6.3
Water 1480 1.0 1.5
Air 343 1.2x10-3 4.1x10-4
不同材料的声学参数.
为什么要进行声学显微镜检查？
声学显微镜是一种无损检测，用于定位已封装的IC中的分层，空
隙和裂纹并检查管芯附着。
声学显微镜可以产生此信息，而无需去除
IC结构。
声学成像还比X射线成像更容易成像空隙和分层。
什么时候进行声学显微镜检查？
声学显微镜检查通常在取出IC之前进行；但是，如果在检查芯片连接中的空隙或分层时需要更好的空间分辨率，则可以卸下盖子以检查IC
声学显微镜如何进行？
使用超声压电换能器进行声学显微镜检查。
换能器发出信号，并用压电材料感测反射的信号。
一些制造商制造用于集成电路的声学成像的商业仪器。
集成电路的声学成像设备的两个最大的制造商是Sonoscan和Sonix。
两家公司都提供具有易于使用的软件界面。