洞察无形：利用红外光学显微镜检测芯片键合与封装内部缺陷
为什么芯片键合与封装缺陷难以检测？
随着半导体行业快速发展，MEMS 芯片与先进封装 IC（Advanced Packaging IC）结构日趋复杂。
在芯片制造中，键合（Bonding）和封装（Packaging）构成了确保性能与可靠性的核心环节，但以下内部缺陷极易导致失效（Failure）：
- 键合界面空洞（voids）
- 层间裂纹（cracks）
- 对准偏差（misalignment）
- 层间分层（delamination）
- 材料不兼容导致的局部损伤
这些缺陷深藏于硅片或封装材料内部，传统可见光显微镜无法穿透硅晶圆，只能观察表面，无法实现无损内部检测。
红外光学显微镜：能够“看穿”硅材料的无损检测方案
工作原理：为什么红外能穿透硅？
硅晶圆在 特定波段的红外光（IR） 下具有较高透过率，而在可见光下呈完全不透明。
因此，红外显微镜可实现：
- 不破坏样品的前提下观察内部结构
- 直接查看硅片内部键合界面
- 检查封装材料之间的深层缺陷
这使红外显微镜成为半导体行业中 检测深层结构的关键工具。
徕卡红外显微镜的技术优势
1500 nm 窄波段红外光源：更强穿透能力
基于徕卡原有 DM 系列金相显微镜平台，工程师可搭载 最高 1500 nm 的 LED 窄波段红外光源。
与传统 1100–1300 nm 卤素灯相比：
- 1500 nm 波段对硅的穿透能力显著增强
- 可观察更厚、更复杂的堆叠结构
- 适用于深层键合界面及多材料复合封装
这使得高深度的无损成像成为可能，尤其适用于 3D 封装、MEMS、LED、功率半导体等领域。
徕卡物镜兼容可见光 + 红外观察，免拆卸切换
徕卡 N PLAN BD 与 FLORTA BD 系列物镜经过实际测试，可在 1500 nm 波段实现清晰成像。
客户价值：
- 一台显微镜即可实现 表面（可见光）+ 内部结构（红外光） 双模式观察
- 不需拆物镜、不需切换装置
- 工作流程显著简化，操作更高效
这是行业中少见的高兼容光学方案。
红外显微镜应用案例
案例 1：LED 面板内部缺陷分析（0.5 mm 穿透）
设备：徕卡 DM4 M
检测对象：LED 显示面板
可观察内容：
- LED 芯片焊接缺陷
- 基材裂纹
- 封装层内部空洞
- 电极对位偏差
红外光成功穿透约 0.5 毫米硅材料，清晰呈现内部结构。
案例 2：MEMS 芯片键合界面缺陷检测（1 mm 穿透）
设备：徕卡 DM6 M
检测对象：MEMS–硅–硅键合结构
可观察内容：
- 键合界面空洞
- 键合不均导致的应力异常
- 深层裂纹
- 多材料堆叠内部结构
最高可穿透 1 毫米厚度 的硅结构，适用于复杂 MEMS 芯片检测。
红外光学显微镜的行业价值
✔ 真正的无损检测（NDT）
无需切割晶圆即可查看内部结构。
✔ 封装与键合工艺的质量验证
提升先进封装、TSV、3D IC、MEMS 工艺的可控性。
✔ 失效分析效率提升
快速定位问题区域，减少破坏性分析次数。
✔ 适用于多行业
- MEMS
- 先进封装/3D 封装
- LED / MicroLED
- 功率半导体
- 光通信器件
- 显示技术
