2026年01月電子報
在先進封裝（Advanced Packaging, 如 CoWoS, Chiplet）的趨勢下，異質整合帶來了更多的材料界面。隨之而來的熱應力與翹曲（Warpage），使得 Delamination（分層/剝離） 成為良率殺手。本期電子報將深入探討檢測 Delamination 的黃金標準，並回答一個常見的迷思：「為什麼昂貴的 AXI (X-Ray) 卻看不見分層？」
1. The Primary Workhorse: Scanning Acoustic Microscopy (SAM)
目前業界公認檢測 Delamination 的首選技術是 SAM（超音波掃描聲學顯微鏡）。
- 原理 (Principle)
利用 聲阻抗不匹配 (Acoustic Impedance Mismatch)。
超音波在固體（Silicon/Mold）與氣體（Air Gap）的界面會發生接近 100% 的全反射。因此，即使是亞微米等級的極薄分層，在適當頻率條件下，仍可呈現極高聲學對比。
- C-SAM vs. T-SAM：該怎麼選？
雖然都是 SAM，但在先進封裝應用中，兩者用途截然不同：
- C-SAM (C-mode, Pulse-Echo Reflection): 【業界主流】
- 機制： 發射後接收「反射波」。
- 優勢： 能利用 Time-of-Flight (ToF) 進行深度定位 (Z-depth)。你可以精確知道分層發生在 Die attach、Underfill 還是 Mold Compound 層。
- 應用： 絕大多數的 IC 封裝、Flip-chip、BGA 檢測。
- T-SAM (Through-Transmission): 【特殊應用】
- 機制： 一邊發射、另一邊接收「穿透波」。
- 缺點： 只能看到陰影（Shadow），無法判斷缺陷深度，且需要樣品雙面進空。通常僅用於厚板材或初階材料篩檢。
2. The Challenger: Can AXI Detect Delamination?
這是一個常見的問題：「我們產線已經有高階 AXI (Automated X-ray Inspection)，還需要 SAM 嗎？」
答案是：需要。AXI 通常無法有效檢測 Delamination。
- 為什麼 X-Ray 看不到分層？
- 物理原理差異： X-Ray 成像依賴的是 密度/質量吸收差異 (Density Contrast)。
- 分層的本質： Delamination 通常是一個「非常薄的空氣隙」（Thin Air Gap）。
- 結論： 對於垂直穿透的 X-Ray 光束來說，這一點點微米級的空氣隙，並不會造成足夠的質量吸收變化。除非分層已經嚴重到導致翹曲或物理位移（Lifted bond wires/bumps），否則 X-Ray 影像上幾乎是一片空白。
AXI 與 SAM 的黃金分工 (Complementary Roles)
先進封裝檢測不能單靠一種工具，而是需要 Multi-modal Inspection：
| Feature | SAM (Acoustic) | AXI (X-Ray) |
|---|---|---|
| 物理機制 | 聲阻抗 (Acoustic Impedance) | 密度吸收 (Density Absorption) |
| Delamination | ⭐ Excellent (極高敏感度) | ❌ Poor (對薄氣隙無感) |
| Voiding (空洞) | ✅ Good (Underfill voids) | ✅ Good (Solder voids) |
| Interconnects | ❌ Poor (難以穿透多層金屬) | ⭐ Excellent (Open/Short/Bridge) |
| 最佳應用 | 負責界面結合力、分層、微小裂縫 | 負責 TSV 填充、Micro-bumps 橋接、線路斷路 |
3. Recommended Strategy (Best Practice)
針對先進封裝的良率管理，建議採取以下分階段策略：
- In-line Screening (量產快篩):
- 使用 C-SAM 快速掃描托盤（Tray-based），剔除有分層的單元。
- 搭配 Electrical Test (E-test) 篩選電性失效品。
- Process Development (製程開發):
- SAM + AXI (CT): 交叉比對。用 SAM 看結構完整性（是否有爆米花效應），用 X-Ray CT 看內層 TSV 或 Bump 的變形與孔洞。
- Failure Analysis (失效分析):
- Step 1: 使用 Non-destructive C-SAM 定位缺陷的 X-Y-Z 座標。
- Step 2: 使用 FIB (聚焦離子束) 或研磨 (Cross-section)，針對該座標進行破壞性切片，透過 SEM 驗證真因。
4. Conclusion (結語)
- 隨著摩爾定律放緩，封裝結構從 2D 走向 3D，缺陷的檢測難度也呈指數級上升。
- 面對複雜的異質整合，「一種工具打天下」的時代已經過去。真正的品質保證（QA）在於理解物理極限——用 X-Ray 看結構，用超音波看界面。唯有建立 Multi-modal (多模態) 的檢測思維，才能在不增加過多成本的前提下，精準攔截每一顆潛在的失效晶片。
Key Takeaways
- SAM is the King of Interfaces: 只要涉及「黏合」、「分層」，超音波是目前唯一可靠的非破壞檢測手段。
- Don't rely on X-Ray for gaps: X-Ray 是看「金屬」與「結構」的專家，但對「空氣隙」是盲目的。
- Precision matters: 在先進封裝中，務必選用具備相位反轉（Phase Inversion）分析能力的 C-SAM，以區分是「分層（空氣）」還是「高密度異物」。
