El microscopio acústico de barrido (SAM) es un dispositivo de inspección que usa sonidos enfocados para investigar, medir u obtener una imagen interna de un objeto. Se usa habitualmente en análisis de fallos y evaluaciones no destructivas. El sector de los semiconductores considera que SAM, especialmente el modo C (C-SAM), es útil para detectar vacíos, grietas y delaminaciones dentro de encapsulados micro electrónicos.

Scanning Acoustic Microscopy C-SAM

FIGURA: Análisis C-SAM en ADC128S. Análisis A-SCAN.

C-SAM crea imágenes mediante la generación de un pulso de ultrasonidos. El pulso incide sobre las interfaces del material y, una vez detectado por el transductor, permite crear la imagen. La resolución de la imagen y la penetración en profundidad son fundamentales para obtener resultados válidos. La cantidad de ultrasonidos reflejados en la interfaz depende de las diferencias de los materiales en la interfaz. Cuanto más difieran los materiales, más ultrasonidos se reflejan.

El objetivo del ensayo C-SAM depende del tipo de componente. Como ejemplo de esta aplicación, podemos indicar que esta técnica se usa para la inspección ultrasónica del medio de adhesión de los chips de conformidad con el estándar MIL-STD-883, método 2030.2. El objetivo de este examen es detectar de forma no destructiva las regiones sin uniones, las delaminaciones o los vacíos en el material de adhesión de los chips y en las interfaces de los dispositivos.

Para ciertos dispositivos o materiales de adhesión de chips, es difícil trazar una distinción clara entre una buena unión y una que sea deficiente. Al aplicar el método anterior, este aspecto se trata según el diseño del dispositivo. El instrumento de inspección ultrasónico se selecciona y ajusta según sea necesario para obtener imágenes satisfactorias y lograr la cantidad máxima de detalles en la imagen dentro de los requisitos de sensibilidad del dispositivo. En el caso de imágenes en modo de transmisión o de reflexión, se debe prestar atención a que el ultrasonido penetre y sea sensible a toda la interfaz de adhesión del chip o al área de material a granel de interés.

Delaminations observed during C-SAM analysis

FIGURA: Delaminaciones observadas durante el análisis C-SAM en DAC121S

A continuación, se inspeccionan las imágenes ultrasónicas para comprobar que cada dispositivo se ajusta los estándares (los defectuosos se rechazan). La imagen se inspecciona con una ampliación adecuada de manera que se pueda determinar si se acepta o se rechaza. Se pueden usar los cálculos de porcentajes automáticos de las áreas con uniones o áreas vacías en lugar de los análisis visuales para confirmar que el método automatizado es, como mínimo, igual de preciso que el método visual.

C-SAM ha demostrado ser un método efectivo para identificar posibles problemas en distintos tipos de productos donde los vacíos o las delaminaciones pueden cuestionar la fiabilidad a largo plazo. Aunque la mayoría de los criterios de aceptación se basa en valores relativos (un aumento del tamaño de la imperfección tras exponer los dispositivos a ensayos de fiabilidad, como el ciclado térmico o el burn-in), los valores absolutos (porcentaje de área afectada) pueden proporcionar una información valiosa sobre las posibles causas de errores durante los ensayos de aceptación o los análisis.

 

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