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基于超声激励的倒装芯片缺陷检测技术研究

作　者: 张学坤
导　师: 廖广兰；史铁林
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 缺陷检测倒装芯片固有频率振动速度空气耦合超声激励
分类号: TN407
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 16次
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内容摘要

倒装芯片(FC)缺陷往往隐藏于芯片内部,给缺陷检测带来了很大困难。本文从FC芯片振动模型入手,阐述了芯片缺陷检测原理,研究了基于超声激励的芯片固有频率及焊点振动速度检测技术。本文主要内容包括:1.将焊点简化为有质量的拉伸弹簧,推导出FC芯片振动模型的固有振动方程。理论指出,芯片存在缺陷焊点时,固有频率会变小,缺陷焊点的振动速度会变大。2.提出一种基于空气耦合超声激励的FC芯片缺陷检测方法,通过空气耦合超声波激励芯片,利用激光测振仪测得振动信号以诊断焊点缺陷。3.计算、仿真并测量了FC芯片固有频率,研究表明芯片缺失焊点个数越多,固有频率越小。对于周边型FC芯片,若第3~5阶固有频率变化率大于9%,则存在焊点缺失;对于面阵FC型芯片,前7阶固有频率对边角及周边焊点缺失比较敏感,可用于粗略定位焊点缺失区域。4.仿真并测量了焊点振动速度,研究表明缺陷焊点振动速度比参考焊点大,其振动速度偏差系数比无缺陷焊点大。对于周边型FC芯片,若被测焊点振动速度偏差系数大于0.45,则存在焊点缺失;对于面阵型FC芯片,若被测焊点振动速度偏差系数小于0.3,则不存在缺陷,若振动速度偏差系数大于0.35,则存在焊点缺失。而且,该方法还可以定位出缺陷焊点。因此,基于空气耦合超声激励的FC芯片缺陷检测方法,能有效测得芯片固有频率及焊点振动速度,进而检测出FC芯片缺陷。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 课题来源  8
  1.2 课题背景  8
  1.3 倒装芯片技术及其封装缺陷  8-10
  1.4 倒装芯片缺陷检测方法  10-14
  1.5 本论文的工作  14-16
2 倒装芯片缺陷检测理论  16-22
  2.1 倒装芯片振动模型  16-17
  2.2 倒装芯片固有频率的计算  17-20
  2.3 倒装芯片缺陷检测原理  20-21
  2.4 本章小结  21-22
3 基于超声激励的倒装芯片固有频率检测研究  22-45
  3.1 倒装仿真/实验芯片  22-24
  3.2 倒装芯片缺陷检测实验装置  24-27
  3.3 周边型倒装芯片固有频率检测研究  27-35
  3.4 面阵型倒装芯片固有频率检测研究  35-44
  3.5 本章小结  44-45
4 基于超声激励的倒装芯片焊点振动速度检测研究  45-59
  4.1 周边型倒装芯片焊点振动速度检测研究  45-51
  4.2 面阵型倒装芯片焊点振动速度检测研究  51-57
  4.3 本章小结  57-59
5 总结与展望  59-61
  5.1 全文总结  59-60
  5.2 展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文  66

基于超声激励的倒装芯片缺陷检测技术研究

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