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隨著市場需求的增加和技術(shù)的發(fā)展，微電子封裝逐漸走向小型化、集成化、低成本，封裝形式不斷從二維封裝向三維堆疊封裝推進(jìn)。同時(shí)，傳統(tǒng)摩爾定律的特征尺寸不斷接近集成電路技術(shù)的物理極限。簡單縮小芯片特征尺寸已不能滿足半導(dǎo)體技術(shù)和電子產(chǎn)品開發(fā)的需要。系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)已成為從封裝技術(shù)角度延續(xù)摩爾定律的另一條技術(shù)路線，越來越受到關(guān)注和應(yīng)用。
與單片集成電路相比，SIP內(nèi)部復(fù)雜的封裝結(jié)構(gòu)和各種芯片，元件的組合結(jié)構(gòu)對熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和電磁干擾更加敏感，容易失效。當(dāng)芯片、元件高度集成時(shí)，產(chǎn)品組裝焊接時(shí)溫度分布不均勻溫度分布不均勻；工作時(shí)，隨著內(nèi)部芯片和組件加熱的增加，溫度會(huì)繼續(xù)增加，尤其是功率裝置的存在。溫度分布不均勻和高溫異常的出現(xiàn)會(huì)損壞SIP的內(nèi)部封裝結(jié)構(gòu)。由于熱膨脹系數(shù)不一致，不同材料之間會(huì)出現(xiàn)熱失配，界面會(huì)出現(xiàn)分層、裂紋等故障。
SIP產(chǎn)品具有復(fù)雜的互連系統(tǒng)。焊點(diǎn)的可靠性與異質(zhì)材料之間電氣和機(jī)械連接的可靠性有關(guān)，這在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。在循環(huán)彎曲、墜落等機(jī)械應(yīng)力的作用下，SIP的主要失效點(diǎn)集中在焊點(diǎn)位置，特別是當(dāng)包裹的硬度較大時(shí)。
為了滿足SIP產(chǎn)品的故障分析，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)和芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)中故障點(diǎn)的定位，分析技術(shù)必須向高空間分辨率、高電熱測試靈敏度和高頻方向發(fā)展。3DX-Ray作為一種非破壞性缺陷檢測技術(shù)，常被用于半導(dǎo)體器件失效分析。
3DX-Ray的檢測原理與2DX-Ray相同，但成像結(jié)果不同。3DX-Ray可以掃描堆疊部分的三維斷層，用45°/60°傾斜角旋轉(zhuǎn)360°掃描樣品，然后組合3D圖像。3DX-Ray通過軟件將2D圖像一層一層合成3D圖像。因此，只要使用合適的軟件，就可以逐一切割測量對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并顯示不同深度的各層圖像。如果使用準(zhǔn)確，也可以更清楚地顯示小缺陷，從而達(dá)到判斷缺陷的目的。
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