超聲波掃描的原理是超聲波在不同密度的物質(zhì)中傳播速度存在差異，而且在不同材料的界面位置會(huì)產(chǎn)生反射，反射信號(hào)的強(qiáng)度與界面兩側(cè)的材料密度的差值有關(guān)，兩種材料的密度差異越大，反射的信號(hào)越強(qiáng)。通過對(duì)反射信號(hào)或穿透信號(hào)進(jìn)行處理，可以得到器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像

基于聲學(xué)掃描的原理，在封裝器件的失效分析中，超聲波掃描主要有以下三種用途。

1）對(duì)失效器件進(jìn)行分層掃描

半導(dǎo)體封裝器件由金屬、塑封料等不同特性的原材料制成，不同材料在接觸界面難以結(jié)合，或者在使用過程中，由于不同材料的熱膨脹系數(shù)不同而導(dǎo)致膨脹程度存在差異，從而出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

對(duì)于器件內(nèi)部的分層可以進(jìn)行聲學(xué)掃描，不存在分層的界面，超聲波可以正常穿透;對(duì)于存在分層的界面，超聲波會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的反射與散射。通過檢查被反射的超聲波強(qiáng)度，就可以判斷是否存在分層。

2）超聲波掃描器件內(nèi)部存在的空洞、裂紋等異常

與分層掃描原理類似，當(dāng)超聲波到達(dá)異常區(qū)域時(shí)，在界面處會(huì)產(chǎn)生與正常區(qū)域存在明顯差異的反射信號(hào)。通過聲學(xué)掃描，可以判定器件內(nèi)部是否存在空洞、裂紋等異常以及異常區(qū)域的范圍。

3）超聲波掃描器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在失效分析工作中，對(duì)于陌生的器件，由于不熟悉內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行有損分析時(shí)，可能導(dǎo)致器件遭到不必要的損傷而影響分析結(jié)果。通過超聲波掃描，可以獲得器件內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)，如芯片尺寸、芯片位置、焊線的位置等信息，從而可以對(duì)器件進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。

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