基于相移干涉法的IC芯片封裝表面形貌測量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著集成電路的發(fā)展,芯片可靠性越來越重要,封裝測試已成為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中一個重要的環(huán)節(jié)。芯片可靠性可通過加速壽命實驗測量芯片封裝表面形貌,分析芯片熱應力分布來評估。當芯片封裝的熱應力達到一定程度時,將導致封裝損壞以至芯片失效,因此芯片封裝表面形貌的測量對分析芯片可靠性有重要的意義。目前對于芯片封裝表面形貌測量的研究非常少見,本文提出以相移電子散斑干涉作為測量手段,建立一套完整的用于加速壽命試驗中芯片封裝表面形貌的測量系統(tǒng)。
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2、文設計的測量系統(tǒng)采用壓電陶瓷作為相移器實現(xiàn)五步相移,測量加速壽命實驗中芯片封裝表面形貌,精度可達到λ/20。測量系統(tǒng)主要由相移干涉光路、相移器、相移驅(qū)動電源、溫度控制、圖像采集及圖像處理六部分組成。相移器的非線性誤差是相移測量誤差主要來源之一,必須對其進行嚴格標定,本文使用高精度功率計對相移器的線性度進行了標定,選擇線性度最好的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)五步相移;根據(jù)測量系統(tǒng)對電壓放大線性度、電壓分辨率和紋波的要求,使用程控電源技術(shù)設計了相移驅(qū)動電源,并

3、對其進行了參數(shù)測試和分析;通過研究抗噪聲能力最強的相移圖像采樣方式和對比不同相位提取算法對相移誤差的敏感程度,選擇等間距滿周期采樣的步進式五步相移算法;分析傳統(tǒng)解裹算法失敗的原因,采取在解包裹后再校正的方法,準確的恢復出測量物的相位信息;運用多線程和window消息機制,根據(jù)測量的需要重新開發(fā)相移電子散斑干涉圖像采集系統(tǒng),改善了原系統(tǒng)不穩(wěn)定的缺點并增加了部分功能;通過試驗,系統(tǒng)測量了OP07在70℃環(huán)境正常工作2分鐘后的表面形貌,并且以