美国JSR‑Ultrasonics（Imaginant）半导体领域具体应用案例 DPR300/DPR500

美国JSR‑Ultrasonics（Imaginant）半导体领域具体应用案例 DPR300/DPR500

一、传统塑封 IC 封装检测（工业量产质控）

1. 塑封器件（QFP、QFN、BGA）检测

- 硬件配置：DPR‑300 / DPR‑500，搭配 25‑100MHz 浸液聚焦探头。

- 检测内容：塑封料 EMC 与芯片、框架之间的分层；芯片粘接层（Die‑attach）空洞；回流焊吸湿造成的爆米花损伤；底部填充胶 Underfill 气泡与脱粘。

- 场景：封装厂来料检验、可靠性试验（温度循环、湿度回流）后的失效分析；样品非破坏，可继续流片。

2. 倒装芯片 Flip‑Chip、BGA 焊球界面检测

- 检测：焊球空洞、芯片‑基板界面脱层；X 光很难分辨界面分层，JSR 超声系统可定位缺陷在哪一层界面。

二、功率半导体（IGBT、SiC、MOSFET、DBC 陶瓷基板）

1. DBC/AMB 陶瓷覆铜板模块检测

- 硬件：DPR‑500 高频版本，50‑150MHz 探头。

- 案例：功率模块焊层空洞率检测，统计空洞面积占比；陶瓷‑铜层界面分层；功率循环老化试验后界面劣化评估，满足车规功率器件空洞率管控标准。

- 用途：新能源汽车、光伏逆变器功率模块研发与出厂抽检。

三、先进封装（2.5D/3D、TSV、HBM、晶圆键合）科研 & 工艺验证

1. TSV 硅通孔晶圆缺陷表征

- 方案：DPR‑500 搭建自研高分辨率声学显微系统，配合高频换能器，检出 TSV 铜填充内部20‑26μm 级内部空洞，和 FIB‑SEM 切片结果相互比对验证缺陷大小。

- 价值：TSV 工艺开发阶段无损评估填充良率，不用大量切片破坏晶圆。

2. 晶圆键合 W2W、D2W 混合键合检测

- 检测键合界面微米级微空洞、夹层颗粒、局部弱键合区；HBM 堆叠晶圆层间界面完整性评估。

- 多为实验室自研 SAM 系统，以 JSR 脉冲接收器作为信号激励与回波采集核心，搭配运动扫描台、采集卡、自研 C‑scan 软件做成像。

3. MEMS 器件封装检测

- MEMS 压力、惯性传感器封装内部粘接层脱粘、空腔异物；气密封装内部粘接界面完整性评估，高校实验室大量采用 DPR300 做 MEMS 封装表征实验。

四、PureView 小型化机型在半导体领域特殊案例

PureView 体积小巧、USB 供电，带宽高 1GHz，主要不是大产线设备，偏向设备集成、小型检测仪器开发：

1. 微型高频 SAM 系统开发，用于小尺寸芯片样品实验室快速分析；

2. pMUT 超声 MEMS 器件本身的性能标定测试：激励 pMUT 压电单元，接收回波评估器件带宽、灵敏度，大量半导体 MEMS 论文中采用 PureView/DPR300 作为测试源。

五、材料与工艺表征（半导体材料实验室）

1. 硅、碳化硅 SiC、氮化铝 AlN 等半导体衬底材料内部微缺陷、声速 / 超声衰减参数测量；

2. 芯片粘接胶、底部填充胶、导电银胶等封装高分子材料的声学特性测试，为仿真建模提供实测参数。