Chiplet 技术近年来发展迅速，它通过将多个小芯片拼接在一起，实现性能提升和成本降低，这种技术被称为“异构集成”，在先进封装中越来越常见，但随之而来的是更复杂的检测需求，Chiplet 是多层堆叠结构内部连接非常精细，一旦出现界面分层、纳米级空洞或裂纹，芯片就可能失效，传统的 BGA 检测手段已经无法满足要求，它们就像用老式相机看远处的字，根本看不清微小缺陷，因此“先进封装缺陷检测”成为行业亟需解决的问题，际诺斯由资深工艺工程师讲解 Chiplet 芯片的致命缺陷，介绍高分辨率 3D X-Ray 如何通过分层扫描和参数优化实现 1μm 级缺陷 100% 检出。
与传统 BGA 芯片不同，Chiplet 的缺陷更加隐蔽和细微，键合界面可能出现纳米级的微空洞和裂纹，这些缺陷通常由热应力或工艺残留引起，例如高温贴合后冷却不均，可能导致微小裂纹，TSV(硅通孔)也可能存在问题，TSV 是穿过芯片的垂直通道，如果孔底有空洞、侧壁有裂纹，或者填充材料不连续，会影响电流传输，
实用提示： 缺陷不仅要看大小，还要关注其动态演化过程，一些微小裂纹会随着时间扩展，最终导致芯片失效。
很多工程师只关注缺陷的静态状态，却忽略了它们可能会随时间变化，例如一个纳米级裂纹在芯片运行过程中，可能因温度变化或老化逐渐扩大，最终变成致命断裂，因此，检测不能只依赖一次快照，而应结合应力模拟，预测缺陷的发展趋势，这需要 X-Ray 系统具备“原位检测”能力，即在芯片工作状态下进行持续观察。
如何才能看清这些微小缺陷?答案是使用高分辨率 3D X-Ray 技术，普通 X-Ray 只能提供二维图像，难以分辨多层结构中的具体问题，而高分辨率 3D X-Ray 具备 1μm 级别的清晰度，可以像显微镜一样观察细节，它的核心技术是“分层扫描算法”，X-Ray 从多个角度拍摄图像，再通过算法将每一层分离出来，消除重叠干扰，，工程师就能在三维空间中精确定位缺陷。
实用提示： 高分辨率 3D X-Ray 不仅能发现缺陷，还能提供缺陷的形态学数据，为工艺优化提供依据。
过去，我们主要关注是否有缺陷，但现在工艺改进需要更详细的数据，比如空洞的形状、裂纹的方向和分形维度等，这些信息可以帮助判断键合压力是否合理、温度曲线是否稳定，高分辨率 3D X-Ray 结合 AI 形态学分析，可以将检测结果转化为“数字孪生”模型，用于优化生产参数。
有了先进的设备还需要合理的参数设置，电压、电流、焦距、扫描角度等，都会影响检测效果，如果参数设置不当可能导致漏检或误检，我们公司开发了一套自动化参数优化流程，基于 AI 的智能系统可以根据 Chiplet 的结构自动推荐最佳参数，减少人工试错，例如对于 TSV 通孔系统会建议更高的电压和更小的焦距，以提高图像清晰度。
参数波动是工程师常遇到的问题，X 射线源使用久了，电压可能会漂移，焦点也可能偏移，从而影响检测精度，传统的校准方法不够及时，容易造成误检率上升，更好的方式是建立“参数-图像质量”实时映射模型，通过在线监测 X 射线源的状态，如靶材温度、电子束稳定性，系统可以自动调整参数，减少误检。
去年我们帮助一家国内领先的半导体企业解决了 Chiplet 芯片检测难题，这家企业专注于高端计算领域的 Chiplet 芯片，他们的痛点包括堆叠结构中有 TSV 和键合界面，缺陷微小传统设备难以检测，参数波动大误检率高达 2.1%，数据不互通效率低下。
我们提供了际诺斯的高分辨率 3D X-Ray 系统，该系统具备分层扫描和参数一键优化功能，工程师只需点击“优化”，系统就会自动调整参数生成清晰图像，实施后效果显著，误检率从 2.1% 降至 0.48%，检测效率提升了 30%，工程师反馈说参数一键优化功能减少了大量人工干预，数据互联互通也提高了整体效率。
提示： 在选择 X-Ray 设备时，务必关注其是否具备“参数一键优化”和“数据互联互通”功能。
3D X-Ray 技术是应对 Chiplet 微缺陷检测的关键手段，它能够识别纳米级空洞和裂纹，并通过分层扫描和 AI 分析提供缺陷的形态学数据，参数配置和算法优化是实现高精度检测的核心，通过自适应补偿和在线监测，误检率可以进一步降低至 0.5% 以下，未来数据互通和自动化流程将成为检测系统的发展方向，只有将检测数据与生产数据连接起来，才能推动“异构集成”的质量管控，让 Chiplet 芯片更加可靠。
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