SAT 超音波掃瞄顯微鏡

SAT 的成像基礎來自超音波在不同材料間傳遞時所產生的反射、散射與穿透量變化，其操作原理包含以下三個核心機制：

1. 超音波傳遞與聲阻抗差異：SAT 的核心原理來自「聲阻抗」的差異，當超音波從水介質傳入不同材料，如矽晶粒、金屬、樹脂、空氣、膠材、陶瓷時，每一種材料的聲阻抗不同，產生的反射強度也會不同，聲阻抗差異越大（例如：樹脂 vs. 空氣），反射越強，因此 SAT 對「空洞、脫層、裂縫」特別敏感。
2. 深度層掃描（Depth Profiling）：超音波發射後，會依照材料界面的密度與彈性產生不同回波訊號（Echo），經由時間延遲（Time of Flight）、反射強度（Amplitude）與散射模式（Scattering Profile）計算，即可將封裝內部不同深度的界面重建成三維影像，透過連續的深度掃描，可以逐層檢查樹脂、晶粒、焊料與封裝結構間的接合狀態。
3. 高頻超音波與解析度：SAT 探頭頻率一般可涵蓋 15–230 MHz，低頻具備更強的穿透力，適合厚封裝；高頻具有更高解析度，可辨識微小界面異常， SAT 能檢測厚度大於 4 mm 的封膠模塑封裝，同時也能辨識先進封裝中的細微剝離結構，適用於大型 BGA、QFN、Power module。

SAT 超音波掃描顯微鏡常用於偵測封裝內部的脫層、氣洞、裂縫、崩裂、樹脂不均與貼合異常等各類隱性缺陷，尤其是那些 X-ray 或光學方法難以捕捉的界面問題，隨著 IC 封裝朝更薄、大尺寸、多層堆疊與複材整合發展，SAT 已成為驗證封膠品質、晶粒貼附、介面完整性與多層結構可靠度的標準分析工具。

在封裝結構分析上，SAT 能以高對比成像清楚辨識封膠破裂（Package Crack）、介面剝離（Delamination）、晶粒崩裂（Die Crack）、樹脂內部空洞（Void in resin）、填孔接觸不良以及 die attach 鋪膠不均等問題，其高敏感度足以呈現極薄介電層中的氣隙、金屬填孔內的微小空洞，並能評估無鉛錫球 reflow 後樹脂封裝中的界面狀態。

在功率模組、電源元件與陶瓷複材封裝中，SAT 對金屬／陶瓷界面、散熱材料貼合層與銀膠接著的檢測更具不可替代性。超音波可穿透樹脂、陶瓷與多層材料，使內部界面變化以高靈敏度呈現，提供製程改善、封裝優化與可靠度分析的重要依據。

1. 封裝崩裂（Package Crack）：可檢測 molding compound、環氧樹脂或封裝外圍因熱應力或機械應力產生的裂縫，並可追蹤裂縫的延伸方向與深度。

2. 層間剝離與脫層（Delamination）：能辨識 molding 與 substrate、DAF 與晶粒、Underfill 與 RDL 等界面的局部剝離，是封裝可靠度失效的關鍵指標。

3. 樹脂內部空洞（Voids in Resin）：可評估 molding 封裝、Underfill 填充或 die attach 中因氣泡、濕氣或材料混合不均造成的空洞，對後續熱循環可靠度有高度影響。

4. 晶粒崩裂（Die Crack）：能觀察晶粒邊緣或內部因應力造成的 crack，是晶片可靠度分析的重要項目之一。

5. 晶粒貼附（Die Attach）品質評估：能判斷銀膠（Ag epoxy）、DAF 膜、Solder Die Attach 的鋪展與附著狀況，是功率模組與高功率封裝不可或缺的驗證項目。

6. 金屬填孔（Via / Plated Hole）接觸不良：可辨識 TSV、ReVia 或 PCB via 中金屬填孔不完整的狀況，例如孔內空洞、夾雜物或填孔密度不均。

閎康科技具備 Hitachi FS300II 與 Sonoscan GEN6 兩大高階 SAT 設備，能滿足從一般封裝、BGA、QFN 到高功率模組、MEMS 與先進材料的多層界面分析需求。

1. 高頻寬探頭（15–230 MHz）：探頭頻率涵蓋 15–230 MHz，可依材料特性、封裝厚度與結構需求選擇不同探頭，以在穿透力與解析度間進行最佳化選擇，高頻探頭能辨識極微細的界面缺陷，低頻探頭則可檢測厚封裝或材料堆疊較多的產品，使成像在穿透深度與解析度之間取得最優平衡。

   超音波頻率	特性	適用範圍
   15–30 MHz	穿透力強	厚封裝、樹脂體、功率模組
   30–100 MHz	解析度與穿透力平衡	大多數 IC 封裝 / PCB
   100–230 MHz	高解析度、可辨細微缺陷	WLP、MEMS、Microelectronics

2. 高速度掃描（最高 1000 mm/s）：高速掃描能力可支援大量試片檢查，提高量產品質控管效率。同時可維持定位精準度，使封裝內部缺陷判讀更具可靠性。
3. 高深度解析度（0.5 μm）：閎康的 SAT 系統具 0.5 μm 的高度分辨率，可精準區分相近層間界面差異，如 DAF（Die Attach Film）黏著不均、Underfill 裂縫、封膠樹脂內細微空洞等。
4. 多模式成像能力：SAT 擁有多種掃描模式，能讓同一顆樣品從不同角度被完整剖析，透過多模式整合，工程師可迅速判讀缺陷深度、界面異常位置與接著品質狀況，大幅提升問題定位效率，同時也能依材料特性與缺陷類型，選擇最適合的量測方式，確保分析結果更準確可靠。

   掃描模式	特性
   A-scan（單點波形掃描）	顯示單一位置的回波時間與強度，提供界面深度與反射特性資料。
   B-scan（剖面掃描）	呈現沿直線方向的側視截面，可清楚判斷缺陷位置在 Z 軸的深度。
   C-scan（平面掃描）	呈現特定深度的 2D 缺陷分布，是封裝品質檢查最常用的模式。
   S-image（多層影像疊加）	整合不同深度影像，用於分析封裝結構多層界面差異。
   T-scan（透射掃描）	由另一側接收聲波，適合檢查整體材料透射率與大面積缺陷。
   3D Acoustic Imaging（立體聲學影像）	將多層掃描結果整合成三維結構，用於視覺化 crack 走向、delamination 範圍與材料內部幾何特性。