我的 USB 盘里有什么？
用于 3D 包装和纳米 AVT 的 X 射线射线照相术和 X 射线断层摄影术
在本文中：
- X 射线 CT 揭示 USB 闪存盘的微观结构 ： Waygate Technologies 使用高分辨率 X 射线射线照相术和计算机断层扫描 (CT) 对 32 GB USB 闪存盘的内部结构进行非破坏性检测，展示了先进的电子检测能力
- 系统级封装 (SiP) 设计分析： 该研究强调了 CT 成像如何揭示 USB 设备的内部布局，包括堆叠的存储器芯片、键合线和无源器件，这对评估现代 SiP 封装至关重要。
- 对比技术评估： 通过比较 2008 年和 2012 年的 USB 驱动器，案例研究展示了 CT 技术的进步如何提高了纳米包装和微电子组件的可视性
- CT 成像优于传统的射线照相术： X 射线放射摄影只能提供有限的二维图像，而 CT 扫描可提供详细的三维重建，从而精确显示内部特征和缺陷
- 电子产品无损检测的基准： USB 驱动器可作为无损检测 (NDT) 方法的基准参考对象，帮助研究人员评估各种检测技术的能力和局限性
纳米包装技术的无损检测方法评估
新包装和新包装技术需要相应的高分辨率无损检测方法。 但是，哪些检测方法能够对纳米包装缺陷进行成像呢？ 有必要开发评估技术，找出不同检测技术的可能性和局限性。 其中一些方法是使用所谓的参照物和缺陷样品。 评估无损检测方法的第三种方法是使用体积和复杂程度有限的电子系统，如 USB 存储设备。
通过 X 射线技术评估 USB 存储设备--2008 年的技术水平
对无损检测方法进行评估的一个有趣实例是一个 2 GB 存储容量的微型 USB 存储设备。 这些研究是在德国德累斯顿技术大学完成的。 为了评估内部结构，我们使用了 X 射线射线照相术和 X 射线 CT（180 kV Phoenix Nanome|x 和 Nanotom 系统）。 X 射线射线照相术结果显示了内部组件，但即使是斜视检查，也只能获得有关三维空间的少量信息。
印刷电路板、一些无源元件（电容器和电阻器）、控制器芯片和存储器的键合导线（金材料）、晶体振荡器和活动 LED 都清晰可见。 有关内部结构和元件位置的更多信息显示，CT 结果显示了四个堆叠存储器芯片的键合区域。 这是当时最先进的包装技术，适用于相对廉价的商品--在 2008 年，这款 USB 存储设备的价格约为 23 美元。
通过 X 射线技术评估 USB 存储设备 - 2012 年的技术水平
德累斯顿工业大学和 Waygate 科技公司的同事们在讨论中产生了一个想法：将 2008 年的调查结果与 2012 年的 USB 存储设备进行比较。 问题是
- 目前的内存设备采用了哪些技术？
- 技术路线图的说法是否适用于该市场？
- 最新的 X 射线检测技术能看到哪些细节？
为了进行评估，我们选择了一个 32 GB 的 USB 存储设备，并在 Waygate Technologies 位于 Wunstorf（德国）的工厂进行了不同分辨率的 CT 扫描。 CT 结果的可视化由位于海德堡（德国）的 Volume Graphics 公司完成。
通过详细视图和虚拟截面图，可以获得更多有关设备构造和所用技术的信息。 在 CT 图像中可以看到印刷电路板、少量无源元件、控制器芯片和两个堆叠存储器芯片。 CT 结果分析表明，封装技术自 2008 年以来几乎没有变化。 开发进度受到半导体行业的影响，这里指的是存储器生产商。 但有一个细节非常令人吃惊：
亮点--芯片接合垫上的线键
在分析 CT 结果，特别是二维虚拟横截面时，发现了控制器芯片表面的结构。 对图片进行更详细的评估后发现，芯片上有金属化层和接线连接，随后通过 EDX 分析确定这些结构为带有铝涂层的钨痕迹。
这些令人惊讶的结果表明了 X 射线探测器在过去几年中的飞速发展。 CT 记录使用的是菲尼克斯公司的 14 位灰度温度稳定 DXR X 射线探测器（带铯闪烁体）。 在发现这些结果后，为了进行比较，我们又在同一 USB 存储设备上使用带有 Gd2O3 闪烁器的 12 位 X 射线探测器进行了 CT 扫描。 该 CT 对芯片表面结构的显示效果不佳，几乎与图片中的噪点相同。
结论
非破坏性 X 射线技术（尤其是 CT）对于微型电子封装的评估和表征非常重要，也是必不可少的。 要使用这些方法获得出色的结果，必须要有良好的样品材料对比度和高分辨率的 X 射线系统。 使用已知内部结构的样品是评估无损检测方法的有效方法。
对不同技术时代的不同 USB 存储设备的检测显示了半导体发展的主导地位。 电子封装的发展更像是波浪式的--就像半导体的发展要求一样。
这些研究的另一项成果是对最新的 14 位温度稳定 X 射线探测器的评估。 这些探测器能够提供高对比度和低噪音的 X 射线图像。 可以检测到硅片上非常薄的结构。
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