FA 失效分析
X-Ray 检测
无损透视内部键合、引线框架、芯片粘接与空洞
1测试概述
X-Ray 检测利用 X 射线穿透封装后不同材料的衬度差异，在不开封条件下成像观察芯片内部结构，包括键合引线（打线）形状与位置、芯片粘接层空洞、引线框架、内部异物等，是 FA 中最常用的无损筛查手段。
2测试目的
- 无损检查内部键合线数量、位置、弧度是否异常（断键、塌线）；
- 观察芯片粘接层（die attach）是否存在空洞、裂纹；
- 发现封装内部金属异物、桥连、芯片偏位等问题；
- 为是否开封、从哪个方向开封提供依据。
3适用标准
MIL-STD-883 Method 2002
Radiographic Inspection（X 射线/射线照相检查）
IPC-A-610
电子组件的可接受性（含 X 射线检查判读参考）
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
- 整只封装器件，无需开封；
- 样品清洁干燥，去除外部遮挡物；
- 数量按分析需要，建议带良品对照。
4.2 测试条件与参数
| 参数项 | 要求/范围 | 说明 |
|---|
| X 光管电压 | 通常 40~130 kV 可调 | 依封装材料与厚度选择 |
| 放大倍率 | 10x ~ 数百倍 | 观察整封装到单根键合线 |
| 视角 | 正投影 + 倾斜旋转 | 判断立体缺陷 |
| 分辨率 | 亚微米~微米级 | 由设备与焦点尺寸决定 |
4.3 测试步骤
- 开机预热并按规程校验成像质量；
- 将样品置于载物台，定位被测面；
- 先低倍全景观察整体结构；
- 对可疑区域放大并倾斜旋转多角度成像；
- 保存图像并标注异常位置。
5主要设备与仪器
- 2D/3D 工业 X 射线检查机（含 CT 可选）
- 图像分析软件
- 防辐射屏蔽室/防护装置
6结果与判定
主要结果参数
- 键合线完整性（根数、弧度、是否断裂/塌陷）；
- 芯片粘接层空洞率；
- 内部异物、裂纹、桥连等缺陷位置。
判定依据
对照器件内部设计图或良品 X 光图像，出现断键、芯片裂纹、粘接空洞超标、内部金属异物等即判为内部异常，记录缺陷位置与严重程度。
7注意事项
安全提示：X 射线属电离辐射，设备须在封闭屏蔽门关闭状态下运行，严禁开门照射，操作人员须持证并定期剂量监测。
- X 光对低密度材料（如塑封料中的裂纹）分辨有限，必要时结合 SAT；
- 重叠结构可能遮挡，需多角度/CT 重建确认；
- 图像判读需结合器件内部设计图，避免误判；
- 避免样品遮挡导致过度加压损伤封装。