Нанофокусная рентгеноскопическая система XT V 160 NF от компании Nikon Metrology

№ 5’2014
Повсеместное внедрение беспроводных технологий, применение встроенных датчиков, непрерывный рост производительности вычислительных устройств и при этом уменьшение габаритных размеров требует от создателей микросхем их миниатюризации, большей вместимости и меньшего энергопотребления. Решение задач интеграции, эффективности и уменьшения энергопотребления привело к появлению 2,5D- и 3D-технологий корпусирования микросхем.

О компании Nikon Metrology

Nikon Metrology является частью корпорации Nikon (Япония), специализируется на производстве метрологического оборудования и оборудования для неразрушающего контроля, на протяжении нескольких лет активно работает в сфере промышленной микрофокусной рентгеноскопии и компьютерной томографии. В результате фирмой создана линейка оборудования, включающая различные модели систем контроля, выполненные с применением собственных рентгеновских источников, манипуляторов и ПО. Сегодня эти системы пользуются огромным спросом на потребительском рынке: коммерческие фирмы и научно-исследовательские организации по всему миру приобретают рентгеновские установки Nikon, размер которых варьируется от сравнительно небольших кабинетов до 50-тонных инспекционных комнат. Подобная востребованность обусловлена как известным качеством и надежностью продукции под брендом Nikon, так и высокой эффективностью систем.

Залог успеха Nikon Metrology не только в широкой научно-технической базе и многолетнем опыте работы (история компании насчитывает практически 100 лет), но и в наличии высококвалифицированных специалистов, чей профессионализм в сочетании с передовыми технологиями позволяет создавать оборудование, соответствующее всем запросам потребителей.

Новые технологии корпусирования используют и новые методы межсоединений внутри микросхемы: μbump (рис. 1а), TSV (Trough Silicon Via) (рис. 1б). Интересный факт: за последние два года объем применения микросхем с технологией TSV увеличился почти вдвое и дальше будет только расти! Размер TSV-соединений на данный момент достигает 10 мкм, а в 2015 году уменьшится до 5 мкм. При этом размер дефектов (пустоты, остатки жидкости, отсутствие соединения) составляет 1-3 мкм.

Технология

Рис. 1. Технология: а) μbump; б) TSV

Niikon Metrology представляет новую нанофокусную рентгеноскопическую систему для самых требовательных приложений электроники — XT V 160 NF (NANOFOCUS), прецизионную рентгеноскопическую систему, предназначенную для анализа дефектов полупроводниковых пластин следующего поколения, полупроводниковых устройств и инспекции собранных печатных плат (рис. 2, табл. 1).

Рентгеноскопическая система XT V 160 NF от Nikon Metrology

Рис. 2. Рентгеноскопическая система XT V 160 NF от Nikon Metrology

Таблица 1. Технические характеристики системы XT V 160 NF

Напряжение трубки, кВ 30-160
Максимальный ток пучка, мкА 600
Максимальная мощность трубки, В 20
Минимальный распознаваемый элемент 0,1 мкм
Геометрическое увеличение 2400×
Детектор, плоскопанельный 3 Мпикс (1944×1536), размер пикселя: 75 мкм, 26 кадр/с
Область инспектирования, мм 510×510
Максимальный размер образца, мм 580×580
Максимальный угол наклона 60°
Габаритные размеры (Ш×Г×В), мм 1819×1728×1998
Виброизоляция антивибрационные крепления (стандарт)
Монитор один монитор 30″ или два 22″
Рентген-безопасность <1 мкЗв/ч

Новая система XT V 160 NF оснащена встроенной нанофокусной рентген-трубкой и прецизионным манипулятором. Эта ведущая в своей отрасли система контроля сегодня предлагает наилучшие технические характеристики по сравнению с любым аналогичным продуктом на рынке. Система XT V 160 NF незаменима при разработке и производстве электроники и электронных компонентов (табл. 2).

Таблица 2. Применение рентгеноскопических систем серии XT V

  Уровень печатных плат Уровень микросхем  
    Уровень полупроводниковых пластин
Тип соединения BGA
QFN/QFP
Flip Chip
Проводники Au+Cu
Выводы ∅100 мкм
Микровыводы ∅20 мкм
Медные выводы ∅20 мкм
TSV:
•∅10 мкм сегодня
•∅5 мкм к 2015 году
Дефекты Пустоты
Отсутствие шаров BGA
Холодная пайка
Перемычки припоя
Провисание проводников
Обрыв проводников
Пустоты в подложках
Дефекты разварки
Пустоты
Отсутствие соединения
Пустоты в TSV
Размер дефекта От 20 до 5 мкм От 5 до 3 мкм От 3 до 1 мкм От 3 до 1 мкм
Рекомендуемая XT V 130C   XT V 160 NF
система XT V 160  

XT V 160 NF — система высокой производительности предоставляет передовые и инновационные функциональные возможности, способные проверять самые сложные электронные компоненты и сборки (рис. 3-5). Рентген-трубка с нанометровым фокальным пятном, прецизионный манипулятор и 3-Мпикс высокодинамичный плоскопанельный детектор позволяют распознавать объекты размером менее 0,1 мкм.

Выявление мельчайших деталей

Рис. 3. Выявление мельчайших деталей

Микросхема с малым шагом

Рис. 4. Микросхема с малым шагом

Анализ разварки проводников

Рис. 5. Анализ разварки проводников

Благодаря уникальной возможности непрерывного поворота оси детектора на 360° систему XT V 160 NF можно использовать для исследования объекта под углом наклона до 60° в центре панели детектора. Эта система позволяет сохранять области интереса (ROI) при смене увеличения или угла обзора.

С помощью широкого поддона (580×580 мм) для загрузки образцов выполняются инспекции больших собранных печатных плат, мультизаготовок или палет в сочетании с передовыми автоматизированными программными возможностями.

Благодаря высокой точности и системе виброустойчивости образца NF-система готова к методам ламинографической инспекции.

Система XT V 160 NF оснащена ПО Insect-X версии 4, которое облегчает инспекцию в режиме реального времени, а также создание автоматизированных программ. Производительность увеличивается за счет интуитивного интерфейса оператора, быстрого создания инспекционных программ и более надежного алгоритма инспекции.

Система XT V 160 NF подходит для широкого ряда приложений инспекции электроники:

  • контроль TSV;
  • обнаружение «холодной пайки» в выводах и микробампах, анализ пустот (рис. 6);

    Пустоты

    Рис. 6. Пустоты: а) в соединениях Flip-Chip; б) в паяных соединений микросхем

  • дефекты в компонентах поверхностного монтажа (SMD), такие как пустоты в выводах BGA, измерения размеров, короткие замыкания, обрывы и дефект «голова-на-подушке», легче обнаруживаются из-за превосходного качества обработки изображения;
  • продвинутый анализ проводников в микросхемах (рис. 7), система автоматизированного обнаружения дефектных проводников и измерения провисания с анализом отклонений — анализ всех проводников микросхемы происходит за один цикл инспекции.

    Гибридные микросхемы QFP

    Рис. 7. Гибридные микросхемы QFP

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *