本發(fā)明涉及一種電子元器件的缺陷檢測方法，尤其涉及一種基于聲學掃描的閃存塑封器件缺陷判定方法，屬于電子元器件缺陷檢測領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
塑封器件單件成本低、尺寸小、重量輕、可大批量生產(chǎn)，且抗振動沖擊性能明顯優(yōu)于空腔器件，也不存在多余物問題，使得其適用性更廣，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。由于塑封器件固有的材料、結(jié)構(gòu)特點，不可避免的存在一些潛在的缺陷，會直接影響器件的長期使用可靠性。塑料封裝作為一種非氣密性封裝，最主要的缺點就是對潮濕環(huán)境較為敏感。這些材料、結(jié)構(gòu)、工藝等方面的缺陷帶來了其受潮腐蝕、爆米花效應(yīng)、低溫分層等失效，給塑封器件的應(yīng)用帶來風險，使得塑封器件被限制用于高應(yīng)力和高可靠的環(huán)境中。由此可見，對其缺陷的研究是非常重要的。
超聲掃描顯微鏡檢測技術(shù)是一種有效的檢測塑封器件內(nèi)部缺陷的技術(shù)，在工程中得到了廣泛應(yīng)用。超聲掃描是一種非破壞性的方法,可以識別出含有缺陷的器件。目前，通過超聲掃描顯微鏡對器件內(nèi)部的重要界面逐一對焦，可以檢測出空洞、裂紋和界面分層缺陷，但存在操作繁瑣、重復操作等不足。
隨著密封技術(shù)的發(fā)展，器件的工藝愈發(fā)復雜，結(jié)構(gòu)越來越緊湊，厚度越來越薄。按照現(xiàn)有標準和方法對器件內(nèi)部的重要界面逐一對焦，工作量較大。本文對現(xiàn)有標準和方法進行優(yōu)化，提出一種基于超聲掃描的塑封器件缺陷判定方法，可簡化超聲掃描檢測的工作量，提高超聲掃描檢測的效率。
(三)
技術(shù)實現(xiàn)要素：
：
1.目的：
本發(fā)明的目的是為了提供一種基于聲學掃描的塑封器件缺陷判定方法，它能解決目前聲學掃描檢測存在步驟重復，操作繁瑣等問題。
2.技術(shù)方案：
本發(fā)明總結(jié)聲學掃描顯微鏡的工作原理及常用工作模式，分析閃存塑封器件的結(jié)構(gòu)與封裝形式，并對塑封器件的常見缺陷進行分析，對目前國內(nèi)的聲學掃描檢測方法進行分析并提出一種基于聲學掃描的閃存塑封器件缺陷判定方法。
本發(fā)明一種基于聲學掃描的閃存塑封器件缺陷判定方法，它包括以下步驟：
步驟一：逐層C掃描；逐層C掃描是為了檢查塑封體部分是否存在裂紋或空洞缺陷，因為界面分層只出現(xiàn)在器件內(nèi)部不同部分的交界處，所以塑封體內(nèi)部不可能出現(xiàn)界面分層。
步驟二：判斷每一層的C掃描圖像是否存在明亮區(qū)域；這一步驟主要是為了檢測閃存器件的塑封體內(nèi)的空洞缺陷；由于空氣的聲阻為零，所以當聲波遇到空氣界面會全反射，反映在聲學圖像上即為明亮區(qū)域；若在某一層的C掃描圖像上出現(xiàn)明亮區(qū)域，應(yīng)用A掃描模式對明亮區(qū)域進行掃描，若明亮區(qū)域比黑暗區(qū)域多一個波形，則該明亮區(qū)域為空洞缺陷；且一般空洞缺陷會損失掉大部分的聲波能量，A掃描波形對空洞深度位置后的回波能量較??；
步驟三：判斷每一層的C掃描圖像是否存在黑色線段；這一步驟主要是為了檢測閃存器件的塑封體內(nèi)的裂紋缺陷；由于聲波會在裂紋內(nèi)多次反射，所以裂紋部分的反射波的能量較弱，在C掃描圖像上就反應(yīng)為黑色的線段；裂紋缺陷是指器件內(nèi)部出現(xiàn)細小的裂縫，而這些細小的裂縫并不能改變裂縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，所以在發(fā)現(xiàn)黑色線段之后應(yīng)進行A掃描，觀察黑線兩側(cè)的波形，若兩側(cè)波形一致，則為裂紋缺陷；
步驟四：換能器聚焦在引線框架上進行C掃描。當換能器聚焦在引線框架上時，由于換能器存在一定的景深，器件本身的厚度較小，就可以清晰的觀察到GJB4027A中規(guī)定的三個頂視圖界面的情況；
步驟五：判斷C掃描圖像中是否存在明亮區(qū)域；這一步驟主要是為了檢測閃存塑封器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的界面分層；由于空氣的聲阻為0，所以聲波在傳播到空氣界面時幾乎為全反射，不存在折射；所以在C掃描檢查空洞或界面分層時，存在空氣的區(qū)域較為明亮；用A掃描模式掃描明亮區(qū)域和對應(yīng)的正常位置，若波形出現(xiàn)反向，則該明亮區(qū)域為界面分層缺陷；若明亮區(qū)域為出現(xiàn)反向未出現(xiàn)波形反相，則該位置并未出現(xiàn)界面分層缺陷，如果明亮區(qū)域的A掃描圖像比正常位置的圖像多一個波形，則該明亮區(qū)域位置為空洞缺陷；
步驟六：判斷C掃描圖像中是否存在黑色海岸線；這一步驟主要是判斷界面分層缺陷和裂紋缺陷；裂紋缺陷是指器件內(nèi)部出現(xiàn)細小的裂縫，而這些細小的裂縫并不能改變裂縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，所以用A掃描觀察裂紋兩側(cè)的波形一致；界面分層與裂紋不同，C掃描圖像中的黑線為界面分層的邊界線，由于界面產(chǎn)生分層，分層的中間有可能是空氣也有可能是其他雜質(zhì)，所以邊界線兩側(cè)的結(jié)構(gòu)不同，用A掃描黑線兩側(cè)波形，兩側(cè)的波形一般會出現(xiàn)反相；
步驟七：翻轉(zhuǎn)器件，使器件底部朝上，重復步驟四至步驟六；由于換能器存在一定的景深，器件本身的厚度較小，對焦在引線框架上就可以觀察到GJB4027A中規(guī)定的兩個底視圖的界面；之后重復步驟五和步驟六判定器件的引線引出端焊板與模塑化合物的界面和引線架與模塑化合物的界面是否存在缺陷。
其中，在步驟一所述的“C掃描”，是指換能器對樣品表面或內(nèi)部某一橫截面進行掃描。想要對樣品內(nèi)部的某一橫截面的情況進行觀察時，需要先將換能器聚焦在這一平面上，來精確地觀察選定區(qū)域。之后進行C掃描，此時換能器會在掃描軸上做往復運動，同時掃描軸在Y軸方向上移動，顯微鏡記錄下樣品某一橫截面內(nèi)感興趣區(qū)域內(nèi)全部位置的反射波的強度信息，并生成C掃描圖像。在步驟一所述的“逐層C掃描”，是指對樣品深度方向做多層的C-掃描，層數(shù)和每一層的寬度均可根據(jù)情況來設(shè)置，搜奧妙的起始位置和總的掃描范圍由綠線來決定，每一層掃描的寬度由紅線來決定，逐層C掃描模式會自動將綠線的起始位置作為第一層C-掃描的位置，并以紅線作為每一層C-掃描的寬度，沿著綠線的方向，逐一做多層C-掃描，逐層C-掃描所得到的層數(shù)或圖片數(shù)量等于率線的寬度廚藝紅線的寬度，超過部分不做掃描；
其中，在步驟二所述的“A掃描”，是指用換能器對樣品內(nèi)部的某一點，做點對點掃描。A掃描模式形成的波形代表了超聲波穿過被測器件某一點后得到的反射波的波形。其中X軸表示聲波在被測器件內(nèi)傳播的時間，Y軸表示反射波的幅值。X軸上的波形就代表了從樣品表面到樣品底部不同界面的反射波。因此A掃描模式生成的聲學圖像顯示了樣品上某一點深度方向上的全部反射波信號，就是從樣品頂部到底部的反射波的波形圖；
其中，步驟二、三、五、六所述的“C掃描”與步驟一所述的“C掃描”一致，含義相同；
其中，步驟三、五、六所述的“A掃描”與步驟三所述的“A掃描”一致，含義相同；
其中，在步驟四所述的“GJB4027A”，是指國家軍用標準《軍用電子元器件破壞性物理分析方法》。
通過以上步驟，可以利用聲學掃描顯微鏡檢測出閃存塑封器件塑封體中的空洞和裂紋缺陷以及重要界面處的裂紋和界面分層缺陷。為進行聲掃檢測的工作人員提供聲掃檢測的操作流程規(guī)范，對GJB4027A中規(guī)定的檢測重要界面的方法進行優(yōu)化，簡化聲學掃描檢測的工作量，提高聲學掃描檢測的效率。
3.優(yōu)點及功效：
本發(fā)明提供一種基于聲學掃描的閃存塑封器件缺陷判定方法，該發(fā)明的優(yōu)點是：(1)提供了塑封器件的聲學掃描流程
(2)當換能器聚焦在引線框架上時，由于換能器存在一定的景深，器件本身的厚度較小。當器件正面朝上擺放時，就可以清晰的觀察到三個頂視圖界面的情況；當器件背面朝上擺放時，就可以清晰的觀察到兩個底視圖界面的情況，大大提高了聲學掃描檢測的效率。
(四)附圖說明：
圖1本發(fā)明所述方法流程圖。
(五)具體實施方式：
本發(fā)明選擇的閃存塑封器件為Altera公司的EPCS16SI16N型號。EPCS16SI16N為平面封裝的塑封器件，共計50個樣品，并對樣品進行編號。結(jié)合具體的實際案例，對本發(fā)明所述的一種基于聲學掃描的閃存塑封器件缺陷判定方法進行詳細說明。
本發(fā)明一種基于聲學掃描的閃存塑封器件缺陷判定方法，其流程圖如圖1所示，具體實施步驟如下：
步驟一：逐層C掃描。逐層C掃描是為了檢查塑封體部分是否存在裂紋或空洞缺陷，因為界面分層只出現(xiàn)在器件內(nèi)部不同部分的交界處，所以塑封體內(nèi)部不可能出現(xiàn)界面分層。因此只需要檢查裂紋缺陷與空洞缺陷即可。
步驟二：判斷每一層的C掃描圖像是否存在明亮區(qū)域。這一步驟主要是為了檢測閃存器件的塑封體內(nèi)的空洞缺陷。由于空氣的聲阻為零，所以當聲波遇到空氣界面會全反射，在聲學圖像上即為明亮區(qū)域。若在某一層的C掃描圖像上出現(xiàn)明亮區(qū)域，應(yīng)用A掃描模式對明亮區(qū)域進行掃描，若明亮區(qū)域比黑暗區(qū)域多一個波形，則該明亮區(qū)域為空洞缺陷。且一般空洞缺陷會損失掉大部分的聲波能量，A掃描波形對空洞深度位置后的回波能量較小，發(fā)現(xiàn)44號器件的空洞缺陷，波形圖中的紅線為明亮圓形區(qū)域位置的波形，黑線為正常區(qū)域位置的波形。
步驟三：判斷每一層的C掃描圖像是否存在黑色線段。這一步驟主要是為了檢測閃存器件的塑封體內(nèi)的裂紋缺陷。由于聲波會在裂紋內(nèi)多次反射，所以裂紋部分的反射波的能量較弱，在C掃描圖像上就反應(yīng)為黑色的線段。裂紋缺陷是指器件內(nèi)部出現(xiàn)細小的裂縫，而這些細小的裂縫并不能改變裂縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，所以在發(fā)現(xiàn)黑色線段之后應(yīng)進行A掃描，觀察黑線兩側(cè)的波形，若兩側(cè)波形一致，如15號器件的16引腳上為裂紋缺陷。
步驟四：換能器聚焦在引線框架上進行C掃描。當換能器聚焦在引線框架上時，由于換能器存在一定的景深，器件本身的厚度較小，就可以清晰的觀察到三個頂視圖界面的情況。
步驟五：判斷C掃描圖像中是否存在明亮區(qū)域。這一步驟主要是為了檢測閃存塑封器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的界面分層。由于空氣的聲阻為0，所以聲波在傳播到空氣界面時幾乎為全反射，不存在折射。所以在C掃描檢查空洞或界面分層時，存在空氣的區(qū)域較為明亮。用A掃描模式掃描明亮區(qū)域和對應(yīng)的正常位置，若波形出現(xiàn)反向，則該明亮區(qū)域為界面分層缺陷，如42號器件16引腳處存在界面分層缺陷。若明亮區(qū)域未出現(xiàn)波形反相，則該位置并未出現(xiàn)界面分層缺陷，如果明亮區(qū)域的A掃描圖像比正常位置的圖像多一個波形，則該明亮區(qū)域位置為空洞缺陷，如44號器件的空洞缺陷。
步驟六：判斷C掃描圖像中是否存在黑色海岸線。這一步驟主要是判斷界面分層缺陷和裂紋缺陷。裂紋缺陷是指器件內(nèi)部出現(xiàn)細小的裂縫，而這些細小的裂縫并不能改變裂縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，所以用A掃描觀察裂紋兩側(cè)的波形一致，如39號器件16引腳存在裂紋缺陷；界面分層與裂紋不同，C掃描圖像中的黑線為界面分層的邊界線，由于界面產(chǎn)生分層，分層的中間有可能是空氣也有可能是其他雜質(zhì)，所以邊界線兩側(cè)的結(jié)構(gòu)不同，用A掃描黑線兩側(cè)波形，兩側(cè)的波形一般會出現(xiàn)反相，如32號器件圖像上存在黑色海岸線，經(jīng)A掃描檢測后兩側(cè)圖形存在反相，判斷32號器件基板位置存在界面分層。
步驟七：翻轉(zhuǎn)器件，使器件底部朝上，重復步驟四至步驟六。由于換能器存在一定的景深，器件本身的厚度較小，對焦在引線框架上就可以觀察到GJB4027A中規(guī)定的兩個底視圖的界面。之后重復步驟五和步驟六判定器件的引線引出端焊板與模塑化合物的界面和引線架與模塑化合物的界面是否存在缺陷。
通過以上步驟，可以利用聲學掃描顯微鏡檢測出閃存塑封器件塑封體中的空洞和裂紋缺陷以及重要界面處的裂紋和界面分層缺陷。為進行聲掃檢測的工作人員提供聲掃檢測的操作流程規(guī)范，對GJB4027A中規(guī)定的檢測重要界面的方法進行優(yōu)化，簡化聲學掃描檢測的工作量，提高聲學掃描檢測的效率。