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隨著市場需求的增加和技術的發展，微電子封裝逐漸走向小型化、集成化、低成本，封裝形式不斷從二維封裝向三維堆疊封裝推進。同時，傳統摩爾定律的特征尺寸不斷接近集成電路技術的物理極限。簡單縮小芯片特征尺寸已不能滿足半導體技術和電子產品開發的需要。系統級封裝技術已成為從封裝技術角度延續摩爾定律的另一條技術路線，越來越受到關注和應用。
與單片集成電路相比，SIP內部復雜的封裝結構和各種芯片，元件的組合結構對熱應力、機械應力和電磁干擾更加敏感，容易失效。當芯片、元件高度集成時，產品組裝焊接時溫度分布不均勻溫度分布不均勻；工作時，隨著內部芯片和組件加熱的增加，溫度會繼續增加，尤其是功率裝置的存在。溫度分布不均勻和高溫異常的出現會損壞SIP的內部封裝結構。由于熱膨脹系數不一致，不同材料之間會出現熱失配，界面會出現分層、裂紋等故障。
SIP產品具有復雜的互連系統。焊點的可靠性與異質材料之間電氣和機械連接的可靠性有關，這在很大程度上決定了產品的質量。在循環彎曲、墜落等機械應力的作用下，SIP的主要失效點集中在焊點位置，特別是當包裹的硬度較大時。
為了滿足SIP產品的故障分析，實現內部互連結構和芯片內部結構中故障點的定位，分析技術必須向高空間分辨率、高電熱測試靈敏度和高頻方向發展。3DX-Ray作為一種非破壞性缺陷檢測技術，常被用于半導體器件失效分析。
3DX-Ray的檢測原理與2DX-Ray相同，但成像結果不同。3DX-Ray可以掃描堆疊部分的三維斷層，用45°/60°傾斜角旋轉360°掃描樣品，然后組合3D圖像。3DX-Ray通過軟件將2D圖像一層一層合成3D圖像。因此，只要使用合適的軟件，就可以逐一切割測量對象的內部結構，并顯示不同深度的各層圖像。如果使用準確，也可以更清楚地顯示小缺陷，從而達到判斷缺陷的目的。
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