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[IEEE 2017年第21届欧洲微电子与封装会议(EMPC)暨展览 - 华沙 (2017.9.10-2017.9.13)] 2017年第21届欧洲微电子与封装会议(EMPC)暨展览 - X射线技术在半导体应用中的进展

DOI：10.23919/EMPC.2017.8346903 出版年份：2017 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： X射线成像技术已有超过百年的历史。此后，X射线技术不断取得进步，并日益广泛应用于电子元器件及组件的制造过程及其失效分析中。近期，这一应用趋势因器件和特征尺寸的缩小以及结构中采用铜线等新型低密度材料（取代金线成为首选互连材料）而加速发展。另一推动因素是垂直堆叠多芯片的单体3D封装技术的工程化，这使得器件封装更小型高效。为应对当前及未来的挑战，X射线系统的关键组件近期已实现多项重要改进。然而，可选技术方案的多样性意味着：针对特定电子检测应用选择最优化的管/探测器组合已不再简单明了——例如某种配置可能对某类电子检测具有特定优势，但对其他检测领域适用性较弱。本文将系统梳理各类X射线管与探测器类型，阐释这些选择对电子检测的影响，包括图像分辨率、放大倍率、管功率、探测器像素尺寸及辐射损伤效应等要素。同时将深入解析高端CT系统检测晶圆凸点、铜柱和硅通孔(TSV)的能力：新型设计正不断缩减这些互连结构的关键尺寸，对X射线系统获取清晰图像提出了更高要求。
作者： Keith Bryant，Ragnar Vaga
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

审查现有的各类X射线管和探测器类型，并从图像分辨率、放大倍数、管功率、探测器像素尺寸以及探测器辐射损伤效应等方面，阐述这些选择对电子检测的影响。

研究成果

随着电子和半导体封装技术的当前及未来发展，从二维向三维X射线检测的重大转变势在必行，以应对持续微型化、复杂度提升以及向第三维度进一步拓展的趋势。面向未来的X射线系统应具备以下特性：多功能X射线管，适用于从三维封装到IGBT类元件的多种应用场景；真实X射线强度（TXI）控制，确保最大化的X射线性能稳定性从而维持一致的图像质量；高功率靶材——在高X射线强度下实现小焦点尺寸以获得高分辨率；高速数字平板探测器，配合专用快速重建方案实现快速图像采集；实时图像处理技术，可轻松快速检测故障；多功能CT工具，适用于各类样品的无损检测。

研究不足

该论文并未提供具体的实验数据或新实验的结果，而是回顾了现有技术及其在半导体检测中的应用。

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