星报讯 众所周知,人可以通过体检来了解身体健康状况,但是你知道吗?芯片也需要“体检”,且集成电路封装检测需要高端设备来完成。通过一款高端产品,工程师只要将一块米粒大小的芯片放入一台X射线成像系统,就能为这块芯片做一次“体检”,屏幕上芯片内部极其精细复杂的结构清晰地展现在研发人员面前。这款产品就是由中国电科38所自主研制的新一代无损检测设备——超级针X射线成像系统。日前,这款产品已在第92届中国(上海)电子展正式发布。
随着集成电路进一步向高集成度、微型化发展,先进封装工艺对封装检测设备提出了新的需求和挑战。一方面,更精细的封装尺度要求设备分辨率提升至亚微米级,而目前国际上可生产亚微米级分辨率设备的厂商屈指可数;另一方面,随着芯片制造及封装过程中越来越多地使用硅、铝、铜、陶瓷等轻元素材料,对轻元素材料的检测需求日益凸显,对设备检测范围提出了更高要求。因此,更高分辨率、更高对比度、更大检测范围的X射线检测设备已成为集成电路封装检测行业急需,以解决当前看不清、看不见等问题。超级针X射线成像系统的首次亮相,将有望改变这一现状。
该系统主要由X射线源、高压电源、探测器、样品台、控制系统、图像采集与处理系统等部分组成,其中X射线源是设备的核心部件,其性能直接决定了设备的检测能力。设备基本工作原理是通过X射线管产生X射线,利用射线穿过物体过程中吸收和散射衰减性质,在图像增强器上形成被扫描物体的透视图像。区别于传统的热钨丝、肖特基式等X射线源技术,设备采用了超级针X射线源技术,因而以“超级针”冠名。
超级针是一种理论上的最佳电子源,2011年,中国电科38所首次提出将超级针应用于微焦点X射线源的开发,以实现具有更高亮度、更高分辨率、更高对比度的新一代X射线成像设备,经过超级针研发团队多年的技术攻关,首台超级针X射线成像系统最终顺利问世。
超级针X射线成像系统分辨率小于1微米(相当于人类发丝的百分之一),成像清晰,性能稳定,它还具备较强的低能成像能力,使其在硅、铝、铜、陶瓷等轻元素材料的精密检测方面具有优势。目前,中国电科38所针对该产品,已申请30余项国内外发明专利,其中申请美、日、欧等国际专利12项。
超级针X射线成像系统将有助于提升我国集成电路封装检测技术能力,尤其是在轻元素材料精密检测方面发挥积极作用,有望推动一系列新材料、新工艺、新技术在集成电路行业中的应用。
未来,基于超级针X射线源技术,还可面向集成电路、军工航天、汽车电子、医疗诊断、文物保护等不同应用领域,开发系列超级针X射线成像设备,实现产品系列化、多样化开发,具有广阔的发展前景。