FA 失效分析
超声波扫描（SAT）
声学显微成像检测分层、空洞、裂纹与界面脱粘
1测试概述
超声波扫描（Scanning Acoustic Microscopy, SAM/C-SAM）利用高频超声波在材料界面处的反射/透射差异，检测塑封器件内部的分层（delamination）、空洞、裂纹、芯片与塑封料/粘片层之间的脱粘等超声界面缺陷，对湿敏和封装可靠性问题尤为敏感。
2测试目的
- 检测芯片表面、芯片粘接层、引线框架与塑封料之间的分层；
- 发现肉眼和 X 光不易识别的微裂纹与界面脱粘；
- 评估吸湿/回流后封装内部界面劣化；
- 为开封前后对比、可靠性失效判定提供依据。
3适用标准
MIL-STD-883
Test Method Standard for Microcircuits（无损/物理检查相关条款）
JEDEC JESD22-A104 / A110
温度循环、HAST 后界面分层评估参考
注：以上为行业常用参考标准，具体执行标准以受托实验室现行有效版本及 CNAS/CMA 认可范围为准。
4测试方法与流程
4.1 样品准备
- 整只器件，无需开封；
- 样品表面清洁，与水耦合良好；
- 湿热/回流后样品应尽快测试以保持界面状态。
4.2 测试条件与参数
| 参数项 | 要求/范围 | 说明 |
|---|
| 超声频率 | 通常 15~230 MHz | 高频分辨率高、穿透浅 |
| 扫描模式 | A/B/C 扫，常用 C 扫分层 | C 扫得到平面投影 |
| 耦合剂 | 去气水 | 保证声信号耦合 |
| 聚焦深度 | 按封装厚度选择 | 对准芯片/粘片层界面 |
4.3 测试步骤
- 设备预热并以标准样块校准；
- 将样品置于水槽/膜耦合载物台；
- 选择合适频率与焦距对准目标界面；
- 进行 C 扫成像，逐层分层观察；
- 保存各层图像并标注分层/空洞面积。
5主要设备与仪器
- 扫描声学显微镜（C-SAM，含多频换能器）
- 去气水耦合系统
- 图像分析软件
6结果与判定
主要结果参数
- 分层/脱粘位置与面积占比；
- 空洞分布与尺寸；
- 裂纹走向及所在界面层。
判定依据
对照良品基线或客户规格，芯片-塑封料、芯片-粘片层等关键界面出现明显分层、空洞超面积即判为界面失效，结合应力历史判断是否为主因。
7注意事项
安全提示：使用水耦合，注意防止水体进入带电样品造成短路；设备自动扫描时勿将手伸入扫描区域。
- 样品须避免长时间暴露湿汽环境，吸湿会改变结果；
- 薄层界面需选高频探头以提高分辨率；
- 对球栅阵列（BGA）等需调整焦距逐层扫描；
- SAT 为定性/半定量，精确面积需结合校准。