美国Sonix超声波扫描显微镜ECHO LS

简介
超声波显微镜被广泛应用于半导体以及集成电路的制造和封装测试行业，是一种理想的无损检测仪器，能够有效地检测器件或材料内部的开裂、气泡、杂质、断层等缺陷。

工作原理
通过压电陶瓷将电信号转换成超声波（>20KHz），用超声波对样品内部进行高精度地扫描，根据超声波在不同密度材料中的传播速度和反射系数的差异，获得样品内部不同区域的超声波透射或反射，再经由软件算法处理和成像。SAM的核心构成为，电气部件、机械装置、声学部件、软件系统。

产品特点
SONIX Echo-LS 能检测到小至 0.05um 的缺陷，而且对于 bump、叠 die(3D 封装)、倒装芯片及各种传统的塑料封装等具有卓越的检测性能。提高生产效率和产量，使用 ECHO 的设备和软件容易的设置和使用

Sonix ECHO LS非破坏超声波扫描是一款提高生产、简化测试、改进生产率和提高产能的生产和实验室设备，无论是失效分析实验室的详细分析还是生产线检测，Sonix都能提供一个易于操作的软件解决方案。
﹡WinIC Lab （详细失效分析工具）
﹡WinIC Production （易于操作的、新型的生产工具，专门用于生产的大量分析）


使用 ECHO 生产软件改进生产产能和提高生产率：
很容易设定和使用             监测生产质量
通过/失效存储               签定零件

被广泛应用于半导体以及集成电路的制造和封装测试行业，是一种理想的无损检测仪器，能够有效地检测器件或材料内部的开裂、气泡、杂质、断层等缺陷。
其主要工作原理是，通过压电陶瓷将电信号转换成超声波（>20KHz），用超声波对样品内部进行高精度地扫描，根据超声波在不同密度材料中的传播速度和反射系数的差异，获得样品内部不同区域的超声波透射或反射，再经由软件算法处理和成像。SAM的核心构成为，电气部件、机械装置、声学部件、软件系统。

产品特点
SONIX Echo-LS 能检测到小至 0.05um 的缺陷，而且对于 bump、叠 die(3D 封装)、倒装芯片及各种传统的塑料封装等具有卓越的检测性能。提高生产效率和产量，使用 ECHO 的设备和软件容易的设置和使用

工艺过程监测
合格/失效分选
专*认证
SONIX 扫描探头频率范围从 10MHz 到 300MHz,适合各种类型的应用和材料。

关键特点：
减少实验室空间（占地面积小）
键盘快捷键（方便移动操作）
全焊接机身框架（促进平台稳定性）
降低水槽高度（人体工程学设计）
可同时进行反射扫描和透射扫描
*大 360 度可视
超大扫描面积
水槽底部倾斜（易于排干水）
探头随 Z 轴移动（取代托盘上下移动）
可滑动支架
符合欧洲机械指令
紧凑、稳定的结构设计（低维护）
符合 CE,SEMI S2,NRTL
可滑动的电气面板（方便维护）
防静电涂层（安全罩、水槽、门等）

Sonix 探头的频率范围从 10MHz 到 300MHz，为能适用于所有类型的应用和材料设计


其它特性

节省洁净室空间	整体焊接结构（改进平台的稳定性）
轻便（移动方便）	可选反射与透射同时进行(快速侦测缺陷)
减低高度，节省成本	大面积的扫描区域（可放多个 tray 盘或大样品）
倾斜缸底（为能彻底排水）	Z 轴探头移动（替代 tray 架子移动）
可抽出式架子（可摆放夹具和样品）	符合 CE, SEMI S2, NRTL
设计紧凑（可节省维护成本）	在安全盖、槽及门上有静电涂层

美国Sonix超声波扫描显微镜ECHO LS 规格

X 轴
定位装置：线性伺服马达， 线性伺服马达精度高,无磨损,无需定期做保养校正
*大扫描速度： 1000mm/秒
马达精度： +/- 0.5 微米
线性光栅尺精度： 0.5 微米
*大扫描面积： 350mm

Y 轴                                                     Z 轴
定位装置：步进马达                                            定位装置：步进马达
精度： 0.25 微米                                             精度 ： 0.25 微米
*大行程： 350mm                                             *大行程： 50mm
夹具
托盘夹具，扫描平台以拖住整个 tray 扫描
 
机身尺寸和重量
.   31 inches X 31 inches X 48 inches
.   or 76.66 cm X 76.66 cm X 121.92 cm
.   360lbs. or 163.5kg

 

过滤系统
.     循环泵和 5 微米过滤器，有自动水循环系统，可把水中的杂质过滤，大大减少杂质对扫描结果的影响

显示器
.     双显示器

其它
.     高对比度水槽底
.     360 度可见，更方便观察样品情况

WinIC 软件
TAMI： 一次扫描可同时获得*多 100 张 C 超扫描图像， 在需要时，可自动调节焦距，可看到 IC 所有的分界 面，无需重扫，所有的分界面成像比操作者解释波形更直观
穿透扫描：包括穿透扫描接收器、探头架、探头线
扫描模式：
A scan： 点扫描模式， 示波器上显示出反射波的相位和大小来检测缺陷，用于确认检测结果
B-scan： 横截面扫描，显示每个界面垂直 x 方向的截面图
C-scan： 面扫描，在一个界面对焦后显示的平行 x 方向的图片，检测的缺陷： 离层， 芯片裂缝
TAMI： 多层扫描，显示所有界面上平行于 X 方向的2 ~999 层图象
T-scan： 穿透扫描， 和 X 射线检测相似的以透射超声波为信号的检测方法

数据获取： WinIC
图像像素： 10000 x 10000 像素，像素指标越高, 图像放 大后的清晰度越好
保存图像格式： TIFF, PCX, BMP, JPG 或其它格式
数据检测方法： T.I 分析方法，采用 TI 方法对缺陷点进 行分析及判断, 会更加准确.
相位检测：有
射频增益： 80dB，高增益使能量更大， 具备更强的穿透 能力


软件功能:
自动计算缺陷面积 图像增强
厚度测量
文字注释

着色功能
距离测量
多幅 A-Scan 图像 Z 轴驱动限制

Sonix Scan Mode(Sonix 扫描模式)
1. A-Scan(单点扫描)
2. B-Scan(横截面扫描)
3. C-Scan(面扫描)
4. TAMI(多层扫描)
5. T-scan(穿透扫描)
 

应用领域及分析案例
 

目前用于电子封装或组装分析的主要是C模式的超声扫描声学显微镜，它是利用高频超声波在材料不连续界面上反射产生的振幅及位相与极性变化来成像，其扫描方式是沿着Z轴扫描X-Y平面的信息。因此，扫描声学显微镜可以用来检测元器件、材料以及PCB与PCBA内部的各种缺陷，包括裂纹、分层、夹杂物以及空洞等。如果扫描声学的频率宽度足够的话，还可以直接检测到焊点的内部缺陷。
 

典型的扫描声学的图像是以红色的警示色表示缺陷的存在，由于大量塑料封装的元器件使用在SMT工艺中，由有铅转换成无铅工艺的过程中，大量的潮湿回流敏感问题产生，即吸湿的塑封器件会在更高的无铅工艺温度下回流时出现内部或基板分层开裂现象，在无铅工艺的高温下普通的PCB也会常常出现爆板现象。此时，扫描声学显微镜就凸现其在多层高密度PCB无损探伤方面的特别优势。而一般的明显的爆板则只需通过目测外观就能检测出来。

非破坏性、无损伤检测内部结构,可分层扫描、多层扫描,实施、直观的图像及分析,缺陷的测量及百分比的计算,可显示材料内部的三维图像,对人体是没有伤害的,可检测各种缺陷（裂纹、分层、夹杂物、附着物、空洞、孔洞、晶界边界等） 晶元面处脱层,锡球、晶元、或填胶中之裂缝,晶元倾斜,各种可能之孔洞（晶元接合面、锡球、填胶…等）, 覆晶构装之分析。