半导体元器件无损检测方法

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第一步：明确产品信息与测试目的

首先，当我们拿到待测的产品时，第一步要做的就是要清楚产品的大小，材料，重量，结构等基本信息。

然后要明确测试的目的是什么？

装配问题、激光焊接问题、线路连接问题、元件焊接问题、芯片问题，还是元器件内部问题？同时关注点有哪些，例如对于内部缺陷问题，是只想检测出其内部是否存在缺陷还是想明确缺陷的尺寸？

对于已知信息的把握，有助于我们更准确的进行选择。

例如，实验室曾做过一起案例，客户送检产品为某汽车车窗玻璃升降开关构件，需要对关键塑胶构件的气孔砂眼进行检测。这里有一个关键的信息，该产品为结构件且是塑胶材质，内部是不规则的，因此C-sam、X-ray都不适用，故选择使用CT扫描来进行检测，得到如下图示。

第二步：确定问题的类型

有了上述基本信息的确认，我们对于产品问题进行分类，明确产品需要测试的是哪一类型的问题，点的问题？线的问题？面的问题？

1.点问题：气孔、异物、焊点检查等

例如：PCBA上元件焊点异常检测

x光检测

2.线问题：线路内部缺陷、连接问题等

例如：PCBA板查看内部线路连接状况

无损检测

3.面问题：层与层的问题等

例如：IC芯片内部是否存在分层

分层检测

在实际中还会面临更为复杂的、彼此之间搭配的问题类型：

4.点与面问题：LED灯珠焊接点状态

5.点与点问题：电线橡胶的填充汽泡

6.线与线问题：电感线路是否断裂

7.面与面问题：接插件内部接触状况

第三步：正确选择无损检测方法的原则

通过以上两步，我们一是对产品的基本信息与测试目的进行了确定；随后又对产品针对性的进行分析，得到产品的问题类型。

最后一步，如何选择正确的测试手段呢？

经过上篇文章，我们对C-sam、X-ray、CT的原理和特点进行了如下小结：

2.结合C-sam、X-ray、CT的性能，我们得到正确选择无损检测手段的原则：

（1）对于通常情况下，单纯的点、线、面问题。

· 点的问题（气孔、砂眼、气泡、异物、残杂等），使用 X-ray方便快捷，CT主要应用在需要精确测量点缺陷占总体的比率或点缺陷精确的尺寸。

· 线问题（单独的线断裂问题），结构简单的使用2D X-ray快速有效，结构复杂的使用CT准确。

· 面问题（芯片内部层与层之间的缺陷），使用C-sam。

（2）对于复杂型的问题类型。

·点与面问题（主要涉及焊点虚焊，分层等）CT准确，X-ray可做快速初步判定。

·点与点问题，结构上的点与点问题使用CT居多，平面上的点与点使用2D X-ray居多。

·线与线问题，多使用CT进行缺陷分析。

·面与面问题，结构缺陷、非密封性的层与层之间缺陷使用CT，C-SAM主要应该在芯片内部层与层之间的缺陷检查。

无损检测手段应用的典型案例

下面，我们就通过案例来对上述的无损检测手段选择原则进行验证和解析。

案例一

产品：芯片

测试目的：观察芯片内部有无异常

问题类型：涉及了多个类型，线、点与面、面与面、线与线。

分析：

首先使用X-ray进行一个快速的判定。

X-ray

基本无异常现象，但在X-ray下观察不到芯片内部情况，于是我们选用C-sam进行观察得到如下图所示的分层情况。

SAT

由于只是了解其内部是否有异，到此即可，若需了解具体的异常点，我们其实可以进行CT扫描找到准确位置。

案例二

产品：PCBA

测试目的：BGA底部轻微连锡短路

问题类型：点与点问题

分析：PCB属于精密度非常高的基板，在进行贴片的时候稍不注意就很容易造成BGA连锡的情况发生，首先能确定的是，这是点与点的问题（BGA焊点），加之样品本身属精密度高的产品，因此我们选择CT来进行扫描，即可以清晰的观测到连锡的位置，还能对缺陷位置精确测量。

X-ray

案例三

产品：电机

测试目的：电机电测发现开路，定位失效点——线路断裂的具体位置

问题类型：线问题

分析：想确认是否是装配压接力度过大，但压接部分被胶封，无法检查。使用X-Ray重影严重，最后使用CT扫描。定位到线路断路位置在其他地方，为工程师分析失效原因纠正方向。

CT

案例讨论

♦案例1

送检样品为某LED芯片，需要对芯片处的焊接汽泡的分布情况、Bonding线的情况以及焊接点的情况进行检测，这时要用什么手段来检测？

♦案例2

送检样品为某爆炸后的电池，需要观察电池的内部情况，要用到什么检测手段？

♦案例3

送检样品为某连接器需检查产品规格尺寸是否符合产品及相关标准要求，需要用什么检测手段？

IC老和尚

PCB属于精密度非常高的基板，在进行贴片的时候稍不注意就很容易造成BGA连锡的情况发生