X射线在器件失效分析中的应用

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失效分析工具链矩阵

跨尺度检测技术

X射线在功率器件失效分析中的应用

X射线是一种波长极短、能量极高的电磁波，具有穿透不透明物质的特性。其穿透能力取决于自身能量与被穿透物质的密度：能量一定时，物质密度越低，对X射线的吸收越少，穿透能力越强。利用X射线对不同密度物质的穿透差异，可清晰分辨器件内部结构。

在功率器件的失效分析中，X射线扫描主要应用于以下方面：

1. 焊料空洞检测：

   • 对于软焊料封装器件，焊料层内部若存在空洞，则该区域实际焊料量远低于正常区域。

   • X射线穿透空洞区域的衰减较小，透射强度更高，在成像图上表现为异常明亮的区域。

2. 内部引线异常检查：

   • X射线对金线、铜线等金属引线的穿透性较弱，在成像图上呈现清晰可见的线条。

   • 这使得分析人员能够准确判断焊点位置、引线走向，并识别是否存在断线、交线等缺陷。

   • 注意： 由于X射线对铝穿透性很强，铝线/铝带在图像中模糊不清，因此不适用于铝线键合产品的引线检查。

3. 器件内部结构解析：

   • 塑封料、键合线、芯片、软焊料、基板/引脚等不同材料对X射线的吸收率存在显著差异。

   • 利用这种差异，X射线成像能生成与器件实际内部结构相对应的对比图像，用于整体结构检查与验证。