Seramik substratların denetim yöntemleri

Şu anda, bitmiş seramik substratın ana denetimi görsel muayeneyi, mekanik özellik denetimi, termal özellik denetimi, elektriksel özellik denetimi, ambalaj özellikleri (çalışma performansı) kontrolü ve güvenilirlik denetimi kapsamaktadır.

Görünüm muayenesi

Seramik substratların görünüm incelenmesi, esas olarak çatlaklar, delikler, metal tabakanın yüzeyinde çizikler, soyma, lekeler ve diğer kalite kusurları dahil olmak üzere görsel veya optik mikroskopi ile düzenli olarak gerçekleştirilir. Ek olarak, substratların anahat boyutu, metal tabakasının kalınlığı, substratların çarpışması (kamber) ve substrat yüzeyinin grafik doğruluğunun test edilmesi gerekmektedir. Özellikle flip-çip bağı, yüksek yoğunluklu ambalaj kullanımı için, yüzey çözgüselliğinin genellikle boyutların% 0.3'ünden daha az olması gerekir.

Son yıllarda, bilgisayar teknolojisi ve görüntü işleme teknolojisinin sürekli geliştirilmesi ile üretim işgücü maliyetleri artmaya devam ederken, neredeyse tüm üreticiler imalat endüstrisinin dönüşümünde ve geliştirilmesinde yapay zeka ve makine görme teknolojisinin uygulanmasına daha fazla dikkat ediyor ve makine görüşüne dayalı algılama yöntemleri ve ekipmanı, ürün kalitesini artırmak ve verimi artırmak için kademeli olarak önemli bir araç haline gelmiştir. Bu nedenle, makine görme denetim ekipmanının seramik substratın tespitine uygulanması, algılama verimliliğini artırabilir ve işçilik maliyetini buna göre azaltabilir.

Mekanik Özellikler İncelemesi

Seramik substratın mekanik özellikleri esas olarak metal tel tabakasının bağlanma kuvvetini ifade eder, metal tabakası ile sonraki cihaz paketinin kalitesini doğrudan belirleyen seramik substrat arasındaki bağlanma mukavemetini gösterir (katı mukavemet ve güvenilirlik, vb.) . Farklı yöntemlerle hazırlanan seramik substratların bağlanma mukavemeti oldukça farklıdır ve yüksek sıcaklık işlemiyle hazırlanan düzlemsel seramik substratlar (TPC, DBC, vb.) Genellikle metal tabaka ve seramik substrat arasındaki kimyasal bağlarla bağlanır ve Bağlama mukavemeti yüksektir. Düşük sıcaklık işlemi (DPC substratı gibi) ile hazırlanan seramik substratta, van der Waals kuvveti ve metal tabaka ve seramik substrat arasındaki mekanik ısırık kuvveti esas olarak ve bağlanma mukavemeti düşüktür.

Substrat üzerine seramik metalleştirme mukavemeti için test yöntemleri şunlardır:

1) Bant yöntemi: Bant metal tabakanın yüzeyine yakındır ve kauçuk silindir, bağlanma yüzeyindeki kabarcıkları çıkarmak için üzerine yuvarlanır. 10 saniye sonra, bandı metal tabakaya dik bir gerilimle çekin ve metal tabakanın substrattan çıkarılıp çıkarılmadığını test edin. Bant yöntemi nitel bir test yöntemidir.

2) Kaynak Teli Yöntemi: 0,5 mm veya 1.0 mm çapında bir metal tel seçin, doğrudan lehim erimesi yoluyla substratın metal tabakasına kaynak yapın ve daha sonra bir gerilim ile metal telin çekme kuvvetini dikey yön boyunca ölçün metre.

3) Soyulma Metodu: Seramik substratın yüzeyindeki metal tabaka 5 mm ~ 10 mm'lik şeritlere kazınır (kesilir) ve daha sonra soyulma mukavemetini test etmek için soyulma mukavemeti test makinesindeki dikey yönde yırtılır. Sıyırma hızının 50 mm /dakika olması ve ölçüm frekansı 10 kez /s olması gerekir.

Termal Özellikler Denetimi

Seramik substratın termal özellikleri esas olarak termal iletkenlik, ısı direnci, termal genleşme katsayısı ve termal direnç içerir. Seramik substrat esas olarak cihaz ambalajında ​​bir ısı dağılma rolü oynar, bu nedenle termal iletkenliği önemli bir teknik endeksdir. Isı direnci esas olarak seramik substratın çarpık olup olmadığını, yüzey metal hattı tabakasının oksitlenmesi ve renksizleşmesi, köpürme veya delaminasyon olup olmadığını ve deliğin delikten başarısız olup olmadığını test eder.

Seramik substratın termal iletkenliği sadece seramik substratın (vücut termal direnci) malzeme termal iletkenliği ile değil, aynı zamanda malzemenin arayüz bağı (arayüz teması termal direnci) ile yakından ilişkilidir. Bu nedenle, termal direnç test cihazı (vücut termal direncini ve çok katmanlı yapının arayüz termal direncini ölçebilen) seramik substratın termal iletkenliğini etkili bir şekilde değerlendirebilir.

Elektriksel Özellikler Denetimi

Seramik substratın elektriksel performansı esas olarak substratın ön ve arkasındaki metal tabakanın iletken olup olmadığını ifade eder (içten içten kalite iyi olup olmadığı). DPC seramik substratının küçük çapı nedeniyle, elektrolizasyondaki delikleri doldururken doldurulmamış, gözeneklilik ve benzeri kusurlar, X-ışını test cihazı (niteliksel, hızlı) ve uçan iğne test cihazı (nicel, ucuz ) genellikle seramik substratın delik kalitesini değerlendirmek için kullanılabilir.

Ambalaj Özellikleri Denetimi

Seramik substratın ambalaj performansı esas olarak kaynak kabiliyeti ve hava sakinliği (üç boyutlu seramik substrat ile sınırlı) anlamına gelir. Kurşun telin bağlanma mukavemetini artırmak için, AU veya Ag gibi iyi kaynak performansına sahip bir metal tabakası, oksidasyonu önlemek için genellikle seramik substratın (özellikle kaynak pedi) metal tabakasının yüzeyinde elekokürlenir veya elektrolizdir. ve kurşun telin bağlanma kalitesini artırın. Kaynaklanabilirlik genellikle alüminyum tel kaynak makineleri ve gerginlik sayaçları ile ölçülür.

Çip 3D seramik substrat boşluğuna monte edilir ve boşluk, cihazın hava geçirmez paketini gerçekleştirmek için bir kapak plakası (metal veya cam) ile kapatılır. Baraj malzemesinin ve kaynak malzemesinin hava sıkılığı, cihaz paketinin hava sakinliğini doğrudan belirler ve farklı yöntemlerle hazırlanan üç boyutlu seramik substratın hava sakinliği farklıdır. Üç boyutlu seramik substrat esas olarak baraj malzemesinin ve yapısının hava sakinliğini test etmek için kullanılır ve ana yöntemler flor gaz kabarcığı ve helyum kütle spektrometresidir.

Güvenilirlik Testi ve Analizi

Güvenilirlik esas olarak ısı direnci, yüksek sıcaklık depolama, yüksek sıcaklık döngüsü, termal şok dahil olmak üzere belirli bir ortamda seramik substratın performans değişikliklerini test eder (yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık, yüksek nem, radyasyon, korozyon, yüksek frekans titreşimi, vb.) Korozyon direnci, korozyon direnci, yüksek frekanslı titreşim, vb. Arıza örnekleri, elektron mikroskopisi (SEM) ve X-ışını difraktometresi (XRD) taraması ile analiz edilebilir. Kaynak arayüzlerini ve kusurlarını analiz etmek için tarama ses mikroskobu (SAM) ve X-ışını dedektörü (X-ışını) kullanıldı.