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蔡司为3D非破坏性X-ray成像增添智能重构

  • 赖品如台北

蔡司先进重构工具模块大幅改善3D X-Ray成像重构的输出率与成像质量,而这也是进行封装开发与失效分析不可或缺的步骤。先进重构工具模块具备两个基于工作站的模块,包含用于叠代重构的蔡司OptiRecon,以及首款市售用于显微镜应用的深度学习重构技术蔡司DeepRecon。

蔡司(ZEISS)宣布为其领先业界的Xradia Versa系列非破坏性3D X-Ray显微镜(XRM)以及Xradia Context 3D X-ray微计算机断层扫描技术(microCT)系统,导入先进重构工具模块(Advanced Reconstruction Toolbox)。此一先进重构工具模块利用蔡司内部的算法与独特的工作流程,并结合高效能工作站,大幅改善3D成像重构的输出率与成像质量,而这也是3D XRM进行失效分析(FA)不可或缺的步骤。

其成果为更快取得需要的结果、提升FA的成功率,更为半导体先进封装带来全新的应用与工作流程。先进重构工具模块具备一个工作站以及两个模块,其中包含用于叠代重构的蔡司OptiRecon,以及首款市售用于显微镜应用的深度学习重构技术蔡司DeepRecon。

业界需要全新的重构技术

3D XRM已成为协助封装失效根本原因调查的缺陷成像业界标准技术,原因是它具有独特的功能,可以让2D X-ray投影成像看不到的缺陷视觉化。在封装FA中,快速取得结果与高FA成功率相当重要。因此,缩短成像所需时间同时维持成像质量,具有高度的价值。一般来说会使用Feldkamp-Davis-Kress(FDK)滤波反投影算法,透过从不同样本旋转角度获取的许多2D投影成像,重构成3D 体积档案。

为了提升输出率,当成像曝光时间或拍摄投影次数减少时,FDK技术往往会导致成像质量的劣化。全新蔡司先进重构工具模块提供包含OptiRecon与 DeepRecon两种全新先进的重构引擎,可以带来更快的扫描速度,同时保持或甚至提升成像质量,并为半导体先进封装的失效与架构分析,达到更佳的对比杂讯比(contrast-to-noise ratios)。除了电子与半导体封装外,先进重构工具模块也可以运用在无数的应用上,包括材料研究、生命科学与先进电池开发。

曾在电子产业担任首席研究员的韩国Dongshin University教授J.H. Shim博士表示:「只有蔡司有办法在如此短的扫描时间内,以少量的投影达成聚合物分离器的视觉化。OptiRecon与DeepRecon对于工业电池客户来说,是绝佳的应用。」

OptiRecon适用于多元样品与工作流程

OptiRecon适用于各种半导体封装,同时也适合研发应用以及FA。其使用一种称为叠代重构的流程,透过多次叠代来计算真实与模型化投影间的差异,直到达成收敛为止。与FDK相比,OptiRecon使用数量远远更少的投影与更短的获取时间,即可达成最佳的扫描状态。对于半导体封装,当它产出相同或更佳的成像质量,扫描速度最高快达两倍。

如此高的生产力可以带来许多好处,包含可以扩大感兴趣的区域、可于单一轮班班次内完成分析工作,并且可以减少样本的辐射剂量。在与FDK相似的输出率水平下,OptiRecon可以提供更佳的成像质量,达到更佳的对比杂讯比、更简易的缺陷视觉化,并减轻分析人员的眼睛疲劳。OptiRecon包含用于优化重构参数的简易使用接口,以及可达成快速与高效重构的先进高效能离线工作站。

段标DeepRecon适用于重复样本与工作流程

DeepRecon模块透过客制化训练神经网络,为因样本相同或类似而需要重复进行分析的FA与架构分析应用,提供更高的输出率与更高的成功率。蔡司为特定的样本类别提供优化的客制化神经网络,以满足客户的需求。与FDK相比,DeepRecon针对指定的样本类别,在类似或更佳的成像质量情况下,扫描速度最高快达四倍,而若使用相同的扫描时间,则可以产出更好的低杂讯成像质量。将想要使用的DeepRecon网络模型套用至工作流程相当简单,工具操作人员只需从下拉式选单中,选择其中一项由蔡司开发的网络模型即可。

蔡司制程控制解决方案负责人Stefan Preuss博士表示:「自2019年推出以来,蔡司Xradia 600系列Versa凭借其为封装失效分析提供卓越的分辨率、成像质量与输出率,在电子业与半导体封装产业都取得强劲的动能。由于我们的客户在先进封装失效分析领域持续面临新的挑战,因此,蔡司也不断进行创新,为我们的产品带来更多全新功能与更高效能水平,以便迎接上述挑战。其中一个很好的例子便是我们具备OptiRecon 与DeepRecon模块的先进重构工具模块,其为这些世界级的成像解决方案大幅提升输出率与成像质量,并协助客户缩短取得结果所需的时间,同时达成更胜于以往的封装良率。」

具备OptiRecon 与DeepRecon模块的蔡司先进重构工具模块,现在可以在蔡司Xradia Versa系统、蔡司Xradia Context microCT系统,以及未来的Versa与Context microCT系统上进行升级。