微聚焦X射線：應(yīng)用優(yōu)勢明顯 國產(chǎn)設(shè)備打破壟斷

　　X射線技術(shù)是一項(xiàng)成熟的老技術(shù)，從1895年德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(又稱倫琴射線)起，對于X射線的研究與應(yīng)用已經(jīng)歷了100多年的時(shí)間。但截至目前，對于X射線最主要的應(yīng)用大都集中在工業(yè)探傷與檢測上，其次是醫(yī)療檢查和安全檢驗(yàn)方面。電子行業(yè)及半導(dǎo)體領(lǐng)域的微檢測成像，是一項(xiàng)新興的X光應(yīng)用技術(shù)，它對X光發(fā)生器提出更高的要求，并高度集成了多項(xiàng)工業(yè)自動(dòng)控制軟硬件新技術(shù)，結(jié)合半導(dǎo)體及電子封裝工藝特點(diǎn)，把 X射線的應(yīng)用延伸到一個(gè)更高的應(yīng)用領(lǐng)域。它可以解決半導(dǎo)體生產(chǎn)研發(fā)中的基片、晶元質(zhì)量判定問題，可以檢測COB(板上芯片封裝)、COG(玻璃覆晶封裝)的可靠性，也可以分析BGA(球柵陣列封裝)、CSP(芯片級封裝)的焊接缺陷。

　　X射線技術(shù)滿足復(fù)雜封裝工藝要求

　　從技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用上考慮，新型X光機(jī)必須滿足現(xiàn)在復(fù)雜的半導(dǎo)體和電子封裝工藝要求，可實(shí)現(xiàn)多種檢測功能如高清晰度圖像分析功能、探測物體的自動(dòng)導(dǎo)航功能、滿足大批量生產(chǎn)檢測的在線功能、斷層CT掃描功能，并且操作簡單易維護(hù)，機(jī)器成本低，能被普通用戶接受。

　　中國經(jīng)過30多年的改革開放，已成為電子制造第一大國。一些跨國電子公司不斷在中國投資，加上本土電子制造業(yè)也蓬勃發(fā)展，使珠三角、長三角、京津地區(qū)成為全球電子產(chǎn)品行業(yè)的主要生產(chǎn)地區(qū)。特別是半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展和SMT(表面貼裝)技術(shù)的應(yīng)用，使電子制造技術(shù)又有了革命性的變化。

　　半導(dǎo)體制造封裝工藝日趨先進(jìn)，線路板、芯片的集成度越來越高，簡單的DIP(雙列直插式封裝)、PQFP(塑料方型扁平式封裝)和PFP(塑料扁平組件式封裝)已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足芯片集成度的要求，于是出現(xiàn)了BGA球柵陣列封裝、CSP芯片尺寸封裝。因?yàn)榉庋b技術(shù)關(guān)系到產(chǎn)品的功能：當(dāng)IC(集成電路)的頻率超過100MHz時(shí)，傳統(tǒng)封裝方式可能會(huì)產(chǎn)生所謂的“CrossTalk”(串?dāng)_)現(xiàn)象，而當(dāng)IC的管腳數(shù)大于208Pin時(shí)，采用傳統(tǒng)的封裝方式就有困難了，因此現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片皆轉(zhuǎn)而使用BallGridArrayPackage即BGA封裝技術(shù)。

　　BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。如何來檢驗(yàn)半導(dǎo)體基片、晶元質(zhì)量，判定COB/COG封裝可靠性，如何判定BGA/CSP焊接缺陷，成為電子制造業(yè)具有挑戰(zhàn)性的課題。5微米以下X光技術(shù)的應(yīng)用，有效地解決了這個(gè)問題。

　　X射線在電子制造業(yè)的研究和應(yīng)用在國外已經(jīng)有20年歷史，但大部分都是分散的，集中在個(gè)別分立功能的探索和實(shí)驗(yàn)，還沒有行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。美國人 25年前就嘗試應(yīng)用微聚焦X光技術(shù)檢查集成電路模塊的內(nèi)部缺陷，15年前首家開發(fā)應(yīng)用了BGA的檢測軟件，并一度在此領(lǐng)域起到了領(lǐng)航作用。但受到當(dāng)時(shí)射線源功能的限制和軟件平臺的不完善影響，其設(shè)備很難滿足半導(dǎo)體領(lǐng)域的市場要求，逐漸退出市場。德國人首先把開放式的X射線源應(yīng)用在微聚焦檢測機(jī)器上，使得半導(dǎo)體及電子封裝有了無與倫比的透射檢測效果。但其笨重的大體積設(shè)備和復(fù)雜的操作維護(hù)，加上昂貴的機(jī)器成本價(jià)格，很難被普通的電子企業(yè)所接受，因而也沒有大范圍推廣，其產(chǎn)品研發(fā)一直停留在科研機(jī)構(gòu)和極少數(shù)國際化大公司的實(shí)驗(yàn)階段。

　　中國擁有幾萬家半導(dǎo)體和電子封裝及線路板生產(chǎn)商，超過90%的廠商還沒有采用微聚焦X射線技術(shù)進(jìn)行檢測，難以保證其工藝可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量。原因有以下幾點(diǎn)：第一，廠商還不熟悉X射線應(yīng)用的強(qiáng)大優(yōu)勢;第二，高深莫測的理論和復(fù)雜的操作應(yīng)用;第三，分立、單一的功能;第四，昂貴的機(jī)器價(jià)格;第五，進(jìn)口審批困難(屬于中國海關(guān)專控商品)。

　　從技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用上考慮，新型X光機(jī)必須滿足現(xiàn)在復(fù)雜的半導(dǎo)體和電子封裝工藝要求，實(shí)現(xiàn)多種檢測功能如高清晰度圖像分析功能、探測物體的自動(dòng)導(dǎo)航功能(AutoNavigation)、滿足大批量生產(chǎn)檢測的在線功能(In-line)、斷層CT掃描功能，并且操作簡單易維護(hù)，機(jī)器成本低，能被普通用戶可接受。但目前即使歐美同類機(jī)器都不能同時(shí)滿足以上各項(xiàng)指標(biāo)要求。日聯(lián)光電公司已經(jīng)把公司未來3年的創(chuàng)新目標(biāo)鎖定在完成以上目標(biāo)的突破上，爭取生產(chǎn)出自動(dòng)導(dǎo)航在線式CT掃描X光機(jī)。這將給國內(nèi)半導(dǎo)體和電子業(yè)界提供一項(xiàng)功能齊全、性能超前的檢測平臺。