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Encapsulation avancée et intégration hétérogène 3D
Améliorez la productivité grâce à l'imagerie et à l'analyse submicroniques
Avec les dispositifs à semi-conducteurs d'aujourd'hui, la mise à l'échelle des transistors ne suffit plus à elle seule à augmenter les performances et la miniaturisation du système. Les innovations en matière d'encapsulation des semi-conducteurs, telles que les nouvelles conceptions 2.5D/3D utilisant des vias traversant le silicium (TSV) et des puces avec une liaison hybride, permettent une intégration système et hétérogène dans un boîtier (SIP). La caractérisation et l'analyse des défaillances de ces technologies avancées sont essentielles pour le développement global et la livraison de produits fiables et à haut rendement.
Les nouvelles architectures d'encapsulation introduisent de nouveaux types de défauts profondément enfouis sous de nombreuses couches, remettant en question l'ensemble du processus d'analyse des défaillances, de la caractérisation électrique à l'analyse physique et à la détermination des causes profondes. Les processus traditionnels pour l'analyse d'encapsulation haute résolution d'entités enfouies ne possèdent pas la combinaison requise de vitesse, de résolution et d'informations 3D pour prendre en compte les problématiques.
Tomographie 3D non destructive de l'encapsulation d'intégration hétérogène
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Image 3D aux rayons X d'un pack hétérogène
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Analyse 3D de l'encapsulation d'intégration hétérogène
La reconstruction par microscopie à rayons X 3D met en évidence un pont d'interconnexion reliant plusieurs puces.
Les billes C4 de 75 µm et les microbilles de 30 µm sont clairement visibles.
Image acquise avec le microscope à rayons X ZEISS Xradia Versa
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Coupe transversale virtuelle de microbilles
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Coupe transversale virtuelle de microbilles
La coupe transversale virtuelle de la même analyse met en évidence des microbilles de 30 µm capturées à une résolution de 0,8 µm/voxel.
Image acquise avec le microscope à rayons X ZEISS Xradia Versa
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Coupe transversale virtuelle de billes C4
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Coupe transversale virtuelle de billes C4
La coupe transversale virtuelle de la même analyse détaille les billes C4 de 75 μm capturées à une résolution de 0,8 μm/voxel.
Image acquise avec le microscope à rayons X ZEISS Xradia Versa
Imagerie à rayons X 3D à l'échelle nanométrique de la carte mère d'un smartphone
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Image 3D aux rayons X de la carte mère principale d'un smartphone
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Image par rayons X d'une carte mère complète
Balayage à rayons X 3D à grand champ d'observation d'un POP (package-on-package) à partir de la carte mère d'un smartphone capturée à 10 µm/voxel.
Image acquise avec ZEISS Xradia Context microCT
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Boules de soudure dans la carte mère principale d'un smartphone
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Coupe transversale virtuelle de billes de soudure
Coupe transversale virtuelle de la même analyse montrant des billes de soudure reliant la puce bionique au substrat principal capturée à 10 µm/voxel.
Image acquise avec ZEISS Xradia Context microCT
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Bosses de soudure dans la carte mère principale d'un smartphone
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Coupe virtuelle des billes de soudure
Coupe transversale virtuelle d'une couche différente dans le même échantillon montrant des billes de soudure reliant la puce flash NAND 3D au substrat principal capturée à 10 µm/voxel.
Image acquise avec ZEISS Xradia Context microCT
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Interconnexions d'encapsulation 3D
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Analyse rapide des interconnexions d'encapsulation 3D profondément enfouies
Le FIB-SEM à laser Crossbeam permet d'obtenir rapidement des coupes transversales de haute qualité de microbilles de piliers en cuivre de 25 µm de diamètre et de structures BEOL dissimulées à 860 µm de profondeur, dans un boîtier de circuit intégré (CI) en 3D avec un temps total d'obtention des résultats < 1 heure. À gauche : CI 3D préparé par enlèvement au laser et polissage FIB. À droite : Image électronique rétrodiffusée d'une microbille.
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Large champ d'observation des interconnexions d'encapsulation 2,5D
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Imagerie d'un champ d'observation extrême en haute résolution pour les interconnexions d'encapsulation 2,5D
Le grand champ d'observation sans distorsion fourni par un MEB à émission de champ GeminiSEM permet une productivité élevée et une analyse efficace des structures d'encapsulation et BEOL.
Encadré : La vue rapprochée de la coupe transversale d'une encapsulation en 2,5D montre la granulométrie et les fissures au niveau de la soudure en microbilles de 20 µm.
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Couches intermétalliques dans des billes de soudure
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Analyse des couches intermétalliques des billes de soudure
La coupe transversale d'une bille de soudure flip-chip montre le contraste du matériau, le contraste de canalisation de la granulométrie et l'adhérence.
Encadré : Défaut au niveau de l'interface UBM RDL.
Image capturée avec le MEB à émission de champ GeminiSEM