使用3D测量技术的焊点凸点技术分析

对更快、更便携的设备的要求正在增加现代电子产品的复杂性。为此，与其他电气互连技术相比，钎料凸点能够实现更低的热阻和更高的I/O密度，因此钎料凸点越来越多地部署在封装和电路板中。焊点凸点正在向更小的尺寸迁移，以符合当前半导体行业的技术趋势。这些变化加上无铅焊料等新材料的出现，导致了新的可靠性和失效机制。亚博网站下载

需要坚固的无损测量工具

与常规铅焊料相比，无亚博网站下载铅材料表明了不同的失效行为，从而导致新的失效模式，例如垂直裂缝，围绕金属间结构，应力空隙和焊接接头部分剥落的垂直开裂，裂纹路径重定向。新的失效机制以及较小的焊料凸块尺寸的机制已经推动了具有亚微米真正空间分辨率的非破坏性计量仪器的要求，以检测和本地化3D中的空隙和裂缝。

解决方案Xradia

答案是VersaXRM-500 3D x射线显微镜(XRM)从Xradia，可以执行无损的三维成像完整的封装，以确定空洞和裂纹的常见实现的焊锡凸点，包括微凸点，夹片控制崩溃芯片连接(C4)凸点，和球网格阵列(BGAs)。该系统具有亚微米(<0.7µm)的空间分辨率，可以提供深度的结构信息，而不需要物理截面，可以破坏样品。由于有可能对样品进行进一步的隔离和表征进行进一步的调查，它可以在应用破坏性技术之前提供更多的失效数据。

在大多数情况下，单独的3D XRM图像足以确定根本原因。如果需要更多数据，则3D XRM图像可提供上下文信息，这可以增加更高分辨率破坏性横截面技术的成功的可能性。在一项研究中，使用非破坏性的Xradia Versaxrm-500实验室X射线显微镜用于分析C4焊料凸块内的空隙的45×45mm封装。在完成图像采集和重建后，Avizo Fire软件用于通过将3D卷加载到其中来执行void分段和分析。

该研究的结果在图1至3中进行了说明。图1A示出了焊料凸块的3D表示，如从完整包装的剩余部分中分离的。然后执行与空隙体积相对应的每个凸起内的空隙的分割和标记，如图1B所示。

图1．(A)将焊点凸点可视化，进行特征定位和外部分析。(B)在空隙分割后，空隙可能被分配一个独特的颜色(标签)取决于他们所在的凹凸，允许凹凸的统计空隙分析。

除了在凸块内的空隙中成像，3D数据集促进了空隙量定量，如图2所示，其演示了凸块体积分布（图2a）和空隙体积分量分布的直方图（图2b）。

图2．对结果进行统计分析，可以得到(A)凸起体积和(B)空隙体积分数分布。平均凹凸体积为755000µm^3.平均每个撞击空洞体积分数为1.14%。

大型兴趣区域的分割使得能够分析虚拟音量内的单个凸起，如图3所示。

图3。使用Xradia VersaXRM-500系统，对大量C4突起进行成像，并独立分析空隙大小。在这里，我们从感兴趣的区域中虚拟地提取出一个凹凸，并根据其三维体积大小(蓝色/紫色=最小体积，红色=最高体积)，用不同的颜色标记空洞。

结论

从结果中，显然，典型的平台能够在焊料凸块上提供快速准确的无损3D计量。

此信息已采购，从Xradia提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载

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