Le silicium a un secret utile : il est opaque à l’œil mais transparent au SWIR. Sous la surface que voit l’inspection en lumière visible — sous le poli d’un wafer, sous la résine d’un boîtier — l’imagerie SWIR voit l’intérieur : fissures, vides, délaminations, collages désalignés. Pour quiconque trie, inspecte ou revalorise du silicium, c’est la différence entre juger une pièce sur sa peau et la juger sur sa structure.
Cette étude examine comment une usine de packaging semi-conducteur a construit une capacité d’inspection SWIR — pour les wafers entrants, les empilements collés et les matériaux reconditionnés.
Contexte du projet
En 2024, l’équipe qualité d’une usine OSAT (assemblage et test sous-traités) du delta du Yangtsé a passé en revue un trimestre douloureux : deux retours terrain remontaient à des fissures de puces qui avaient passé toutes les inspections internes, et un programme croissant de wafers reconditionnés affichait des rendements imprévisibles. Leur pile d’inspection était le standard de l’industrie — microscopes haute résolution en lumière visible pour les défauts de surface, rayons X en échantillonnage pour les vides de brasure, test électrique en fin de chaîne. Les fissures internes de wafers, les ébrechures de bord cachées sous le ruban et les délaminations de collage tombaient dans les interstices entre ces outils : la lumière visible ne pouvait pas les voir, et les rayons X échantillonnés étaient trop lents pour couvrir. Le programme de reconditionnement avait un problème miroir — triées sur l’apparence de surface et la pointe électrique seules, des lots de wafers reconditionnés supposés bons portaient des dommages cachés qui n’apparaissaient qu’en défaillances précoces en aval. L’équipe a financé un poste d’inspection SWIR : une caméra SWIR 640×512 à InGaAs avec optique trans-silicium sur une platine motorisée.
Les limites de l’approche traditionnelle
- La lumière visible s’arrête à la surface. Une fissure qui se propage dans le volume du wafer, un vide sous la puce, une délamination sous la résine — rien de tout cela ne perturbe la surface que voit un microscope avant que la pièce ne défaille.
- La couverture rayons X ne passe pas à l’échelle. L’inspection rayons X est lente et gérée en dose ; utilisée sur échantillons, elle estime la qualité d’un lot au lieu de garantir chaque pièce.
- Le test électrique est un indicateur retardé. Une pièce avec une fissure interne peut passer tous les tests électriques et défaillir quand même au champ quand le cyclage thermique fait grandir la fissure — exactement les défaillances qui coûtent le plus cher.
- Trier les wafers reconditionnés à l’apparence est un pile ou face. Les wafers reconditionnés classés sur la surface et les données de pointe entraînaient des dommages structurels cachés en production, transformant un programme d’économies en risque de fiabilité.
La solution d’imagerie thermique
Le poste image wafers et pièces packagées dans la bande SWIR, où le silicium transmet : une caméra InGaAs avec un éclairage derrière ou à côté de la pièce rend l’intérieur du wafer visible comme une image en direct. Les fissures internes apparaissent en lignes sombres sur fond transmis ; les ébrechures de bord se voient à travers le ruban de rodage ; les vides et délaminations de collage se lisent comme des zones ombrées sous la puce.
Le flux travaille à la cadence de la ligne d’inspection, pas du laboratoire : les wafers entiers sont balayés sur la platine en quelques secondes par champ, le logiciel signalant les zones suspectes pour revue par l’opérateur. Le programme de reconditionnement a placé le même poste à son entrée : chaque wafer reconditionné est désormais imagé sur toute son épaisseur et trié selon son état interne réel — le bon matériau part en production, le marginal vers des usages déclassés, le défectueux au rebut — au lieu d’être classé sur sa surface.
Ce que la solution thermique a changé
- Les défauts internes sont devenus interceptables. Dès le premier trimestre, le poste a intercepté des fissures de puces et des vides de collage sur des pièces ayant passé l’inspection visible et le test électrique — dont la classe de défaillance derrière les deux retours terrain, qui n’a pas récidivé.
- La couverture a remplacé l’échantillonnage. L’imagerie trans-silicium à la cadence de la platine a rendu pratique l’inspection à 100 % des lots critiques ; l’échantillonnage rayons X est désormais réservé aux cas auxquels il répond seul.
- Le rendement du reconditionnement s’est stabilisé. Le tri par état interne plutôt que par apparence a réduit de plus des deux tiers le taux de défaillance aval du programme reconditionné, le ramenant de risque de fiabilité à source d’économies.
- Les causes racines ont eu des photographies. Les ingénieurs process voient désormais le défaut — où une fissure a amorcé, comment une délamination s’étend — ce qui a alimenté des modifications des procédés de sciage et de collage, pas seulement le tri.
Notes de sélection des modules
L’inspection trans-silicium exige une caméra SWIR avec un bon rendement quantique sur la fenêtre de transmission du silicium, un faible bruit de lecture pour des images en lumière transmise propres, et une optique adaptée à la platine. Le module SWIR SPECTRA S06A (InGaAs, 640×512) est conçu exactement pour cette mission ; quand les signatures thermiques comptent autant que la structure, associez-le à un cœur thermique tel que le cœur LWIR 640×512 SPECTRA L06A. Voir la page application recherche scientifique pour les schémas de laboratoire et d’inspection.
Vous construisez un poste d’inspection de wafers ou de tri de matériaux ? Parlez à nos ingénieurs du choix de cœur SWIR, de l’éclairage et de l’intégration à la platine.
