2D X-ray

2D X-ray inspection

在半導體封裝與電子組裝製程中,許多關鍵結構位於元件內部,例如焊點(Solder Joint)、打線(Wire Bond)、銀膠(Silver Paste)與封裝框架(Lead Frame)。這些內部結構若出現空洞、接觸不良或結構異常,將直接影響元件可靠度與產品良率。

 

2D X-ray(Two-dimensional X-ray Inspection) 是在不破壞樣品的情況,藉由高能量撞擊金屬靶材激發出的x-ray具有穿透特性,借此成像特性以觀察及判斷先進封裝內部是否存在空焊、HIP or Hop 等現象,也可透過此工具快速的確認封裝內是否有斷線、嚴重燒融等缺陷。

2D X-ray 技術原理
利用 X-ray 穿透成像觀察元件內部結構

X-ray 檢測的基本原理是利用 X-ray 射線穿透被檢測物體。當 X-ray 穿過不同材料時,因材料密度與原子序不同,其吸收能力也會不同。經過樣品後的 X-ray 會被影像偵測器接收並轉換為可視影像,在影像中:

  • 密度較高的金屬材料(如銅、金、錫)會呈現較深的對比

  • 密度較低的材料(如封裝樹脂)則會呈現較淺的影像

透過這種密度差異,即可清楚觀察 IC 封裝內部結構,例如打線路徑、焊點形貌或內部空洞等缺陷。

 

2D X-ray 分析應用
  • PCB 組裝缺陷檢測

    2D X-ray 設備特別適用於 PCB 組裝檢測,可快速判斷焊接品質與元件接合狀況,例如:

    • 主動元件與被動元件的焊接狀態

    • 焊點空洞(Void)比例分析

    • BGA / QFN 焊球結構檢測

    • PCB 組裝缺陷定位

  • 電子元件內部結構檢測

    2D X-ray 亦可用於多種電子元件內部結構觀察,例如:

    • 感測器(Sensor)

    • 繼電器(Relay)

    • 保險絲與熔線(Fuse)

    • 線圈與繞組(Coil / Winding)

    • IC 封裝與晶粒貼附(Die Attach)

    • Wire Bond 打線結構

閎康科技 2D X-ray 分析優勢

閎康科技長期深耕半導體材料分析與失效分析領域,建立完整的封裝與結構檢測平台,在 X-ray 檢測方面,閎康科技可結合多種分析技術,提供更完整的缺陷定位能力,可形成從 內部結構檢測 → 缺陷定位 → 微觀分析 → 根因判定 的完整分析流程,協助客戶快速掌握產品品質並提升可靠度。

 

閎康科技導入多套高解析 X-ray 檢測設備,可針對不同封裝與電子元件提供非破壞檢測服務,透過高解析 X-ray 成像系統,可精確觀察封裝與焊接結構狀態。

  • Feinfocus FXS-160.40 TIGER X-RAY

  • Dage XD7600NT X-ray Inspection System

  • 圖|Feinfocus FXS-160.40 TIGER X-ray 系統
  • 圖|X-ray 檢測操作與影像控制介面
  • 圖|Dage XD7600NT X-ray 檢測系統

 

2D X-ray 檢測影像範例
  • 圖|IC 封裝內部結構 X-ray 影像

    觀察封裝內部打線(Wire Bond)與晶粒結構,並檢測是否存在接觸不良或結構異常。

  • 圖|電子元件內部缺陷 X-ray 影像

    顯示焊點空洞、焊接異常或材料缺陷等問題,協助工程師快速定位結構異常位置。

圖|多角度傾斜 X-ray 檢測

(a) 0° Tilt, 0° Rotate  (b) 55° Tilt, 45° Rotate  (c) 55° Tilt, 135° Rotate  (d) 55° Tilt, 225° Rotate  (e) 55° Tilt, 315° Rotate

透過不同傾斜與旋轉角度觀察,可更清楚辨識焊點結構與內部缺陷。

 

2D

圖|2D X-ray 檢測結果

(a) 先進封裝底部錫球分佈影像,可觀察局部區域出現空焊 (void) 與焊點異常情形。
(b) 封裝內部走線與元件結構 X-ray 影像,顯示局部金屬區域密度異常,疑似 HIP/HOP 或材料堆積不均。
(c) 晶片區域焊點排列影像,部分焊球對比度不一致,顯示可能存在焊接不良或內部空洞缺陷。
(d) 封裝側視剖面影像,觀察到內部金屬層產生變形與局部塌陷,疑似斷線或局部燒融造成的結構異常。

 

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