半導體晶圓鍵合
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GSS300超聲掃描顯微鏡
技術規格書
一、基本信息
超聲掃描顯微鏡（SAT）是一種利用超聲波為傳播媒介的無損檢測成像設備，主要利用高頻超聲波，對各類半導體器件、材料進行檢測，能夠檢測出樣品內部的氣孔、裂紋、夾雜和分層等缺陷，并以圖形的方式直觀展示。在掃描過程中，不會對樣品造成損傷，不會影響樣品性能，可滿足陶瓷基板、IGBT、水冷散熱器、鋰電池、半導體、電器焊接件、金剛石復合材料、晶圓鍵合、碳纖維復合材料等產品質控需求。
1.1 產品名稱
超聲掃描顯微鏡
1.2 數量
1臺
1.3 規格型號
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規格型號 |
機器示意圖 |
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GSS300 |
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注：上圖僅供參考，實際產品可能會有所差別
1.4 機電特性
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機電特性 |
規格型號 |
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整機尺寸 |
1000mm×900mm×1400mm |
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水槽尺寸 |
620mm×400mm×150mm |
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有效掃描范圍 |
500mm×280mm×120mm |
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******掃描速度 |
800mm/s |
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圖像推薦分辨率 |
1～4000um |
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定位精度 |
X/Y≤±0.5μm，Z≤±5μm |
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重復定位精度 |
X/Y≤±0.01mm，Z≤±0.02mm |
二、廠務安裝條件
2.1 設備尺寸
設備主機尺寸1000mm（長）×900mm（寬）×1400mm（高）。安裝方案基于空間占用最小化和維護/服務條件最優化的需要，保證在設備周圍留有500mm的空間，可以方便工作人員進行操作、維護。
2.2 電腦桌
設備配有電腦桌，用于安放鼠標、鍵盤及顯示器。用戶也可自行配備。
2.3 電力供應
工作電源：220V±10%/50Hz，1~2KW
另外，設備配有UPS電源，以保護設備運行安全。
2.4 水源：
設備需要自來水、去離子水或者純凈水，并且需要定期更換。水溫要求：15～30℃
2.5 環境相對濕度：35℃≤50％RH
2.6 環境溫度要求：20～35℃
2.7 周邊環境：
不要放在強磁場、電磁波和產生高頻設備的旁邊。
減少振動。
灰塵少、濕氣少，沒有腐蝕性氣體的地方。
電源的變化，限制到最小。
為了防止地震的損壞，四周一定要固定。
三、設備主要配置表
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序號 |
名稱 |
規格 |
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1 |
掃描系統 |
X軸：直線電機驅動；Y軸：伺服電機驅動；Z軸：步進電機驅動 |
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2 |
水槽 |
620mm×400mm×150mm |
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3 |
超聲發射、接收器 |
帶寬1-65MHz |
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4 |
高速數據采集卡 |
采樣頻率500MHz |
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5 |
超聲探頭 |
配15MHz0.75in探頭一只 |
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6 |
工控機 |
i5處理器、內存4GB、硬盤1T、Win7 32位操作系統 |
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7 |
顯示器 |
21.5"液晶顯示器一個 |
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8 |
檢測軟件 |
思為超聲無損檢測軟件V1.0 |
四、應用領域
4.1半導體芯片封裝分層檢測能力
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測量能力 |
能力描述 |
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標準塊測量誤差 |
測量機械加工的標準塊，在軟件進行強度校準的前提下，超聲檢測多次測量誤差在±1%。 |
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工件測量誤差 |
選取TO系列、SOT系列、SOP等系列工件，采用同一處方且檢測量程不變的情況下分別調整增益22dB、26dB、30dB進行檢測，三次檢測結果釬著率差值在±1%以內。 |
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厚度測量范圍 |
Epoxy材料： Cu材料： 0.5 ~ 2mm（50MHz探頭） 0.5 ~ 1.4mm（25MHz探頭） 1.0 ~ 4.0mm（15MHz探頭） 1.2 ~ 3.7mm（15MHz探頭） 注：根據客戶工件的材料和厚度選配探頭 |
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缺陷識別能力 |
在測量系統厚度能力范圍內，被測材料聲速在標準材料聲速±5%以內的情況下，且超聲入射表面為平面的被測產品的水平方向的結合缺陷的識別能力為0.15毫米（15MHz、25MHz探頭）和0.07毫米（50MHz探頭）。 |
4.2 水冷散熱板焊接缺陷檢測
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測量能力 |
能力描述 |
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標準塊測量誤差 |
測量機械加工的標準塊，在軟件進行強度校準的前提下，超聲檢測多次測量誤差在±1%。 |
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工件測量誤差 |
指定的釬焊水冷板重復掃描至少五次，評估每次掃描釬著率波動范圍小于5% |
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厚度測量范圍 |
Al材料： 0.6 ~ 20mm（10MHz-25MHz探頭） 注：根據客戶工件的材料和厚度選配探頭 |
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缺陷識別能力 |
在測量系統厚度能力范圍內，被測材料聲速在標準材料聲速±5%以內的情況下，且超聲入射表面為平面的被測產品的水平方向的結合缺陷的識別能力為0.3毫米（25MHz探頭）。 |
4.3 低壓電器焊接缺陷檢測
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測量能力 |
能力描述 |
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標準塊測量誤差 |
測量機械加工的標準塊，在軟件進行強度校準的前提下，超聲檢測多次測量誤差在±1%。 |
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工件測量誤差 |
選取合金銀觸點工件，采用同一處方且檢測量程不變的情況下分別調整增益22dB、26dB、30dB進行檢測，三次檢測結果釬著率差值在±1%以內。 |
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厚度測量范圍 |
Ag材料： Cu材料： 0.3 ~ 1.5mm（25MHz探頭） 0.5 ~ 1.4mm（25MHz探頭） 1.0 ~ 4.0mm（15MHz探頭） 1.2 ~ 3.7mm（15MHz探頭） 注：根據客戶工件的材料和厚度選配探頭 |
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缺陷識別能力 |
在測量系統厚度能力范圍內，被測材料聲速在標準材料聲速±5%以內的情況下，且超聲入射表面為平面的被測產品的水平方向的結合缺陷的識別能力為0.15毫米（15MHz、25MHz探頭）和0.22毫米（10MHz探頭）。 |
4.4 其他領域
本產品還可以應用于碳纖維復合材料、棒材、靶材、銅鉬銅等材料的檢測。
五、軟件功能
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軟件功能 |
功能描述 |
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手動掃描 |
可以通過手動的方式生成C掃描圖像，反映被檢焊接結合面結合情況，并以釬著率、缺陷面積等數值的形式顯示檢測結果。 |
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探頭與C掃圖像對位 |
可通過點擊C掃圖的具體像素點將探頭移至與實際被檢工件相對應的位置。 |
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手動分析 |
對生成的C掃圖片可以進行各種編輯，包括加框（確認有效分析區域），測距，修改閾值，圖片剪裁，弧面補償等。 |
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多種掃描模式 |
（1） A掃描：查看超聲反射或透射波形； （2） C掃描：對焦深度上沿X-Y平面掃描并成像； （3） 區域掃描：可自定義檢測區域，并對檢測區域進行掃描； （4） 批量掃描：對放置于水槽中的一種或多種工件進行自動檢測。 |
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報告自動生成 |
可對檢測結果自動進行編輯并輸出報告文檔。 |
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探頭管理 |
可對不同型號探頭進行更換或編輯。 |
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一鍵自動校準 |
可自動對檢測設備坐標偏移及檢測系統能量變化，能實時校準系統漂移，保證檢測結果的準確性和穩定性。 |
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不銹鋼標準強度 |
系統自帶滿足GBT 11259-2015《超聲波檢測用鋼對比試塊的制作與校驗方法》的不銹鋼標準塊。認定該不銹鋼標準塊的超聲反射強度=100 STSS（“STainless Steel Standard”的縮寫），其他所有材料的檢測相對于STSS做換算。 |
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缺陷檢測 |
焊接缺陷、粘接缺陷、封裝分層、粘片空洞等區域和良好區域。 可對缺陷尺寸和面積進行自動統計和計算。也可根據客戶的要求，提供有償定制開發服務。 |
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厚度檢測 |
金剛石圓片等工件的金剛石層厚度檢測。 |
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密度檢測 |
粉末冶金原材料密度分布檢測。 |
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聲速檢測 |
聲音在被測材質中的飛行速度檢測。 |
六、標準材料聲速表
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材料 |
聲速（m/s） |
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鋁 |
Aluminum |
6305 |
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鋼 |
Steel,common |
5920 |
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不銹鋼 |
Steel,stainless |
5740 |
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黃銅 |
Brass |
4399 |
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銅 |
Copper |
4720 |
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鐵 |
Iron |
5930 |
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銀 |
Sliver |
3607 |
|
金 |
Gold |
3251 |
|
鈦 |
Titanium |
5990 |
|
聚氯乙烯 |
PVC |
2388 |
|
樹脂 |
resin |
4076 |
|
金剛石 |
diamond |
14000 |
|
鋅 |
zinc |
4170 |
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有機玻璃 |
Organic glass |
2730 |
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陶瓷 |
ceramic |
5842 |
|
錫 |
tin |
3230 |
|
水 |
1500 |
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