Keraminių substratų tikrinimo metodai

Šiuo metu pagrindinis gatavos keraminio substrato patikrinimas apima vaizdinį patikrinimą, mechaninių savybių patikrinimą, šiluminių savybių patikrinimą, elektros savybių patikrinimą, pakavimo savybes (darbo našumo) tikrinimą ir patikimumo patikrinimą.

Išvaizdos patikrinimas

Keraminių substratų išvaizdą reguliariai atliekama regos ar optinė mikroskopija, daugiausia įskaitant įtrūkimus, skylutes, įbrėžimus ant metalo sluoksnio paviršiaus, lupimo, dėmių ir kitų kokybės defektų. Be to, reikia išbandyti substratų kontūrą, metalinio sluoksnio storis, substratų defage'as (kampas) ir substrato paviršiaus grafinis tikslumas. Ypač norint naudoti „Flip-Chip“ surišimą, didelio tankio pakuotę, paviršiaus metmenys paprastai turi būti mažesnis nei 0,3% matmenų.

Pastaraisiais metais, nuolat plėtojant kompiuterines technologijas ir vaizdo apdorojimo technologijas, gamybos darbo sąnaudos ir toliau auga, beveik visi gamintojai vis daugiau dėmesio skiria dirbtinio intelekto ir mašinų matymo technologijos taikymui transformuodami ir atnaujindami gamybos pramonę. , ir aptikimo metodai ir įranga, pagrįsta mašinos matymu, pamažu tampa svarbia priemone, kaip pagerinti produkto kokybę ir pagerinti derlių. Todėl pritaikius mašinos matymo tikrinimo įrangą keraminio substrato aptikimui, galima pagerinti aptikimo efektyvumą ir atitinkamai sumažinti darbo sąnaudas.

Mechaninės savybių patikrinimas

Keraminio substrato mechaninės savybės daugiausia reiškia metalinio vielos sluoksnio surišimo jėgą, rodančią jungimo stiprumą tarp metalinio sluoksnio ir keraminio substrato, kuris tiesiogiai lemia vėlesnio prietaiso paketo kokybę (kietas stiprumas ir patikimumas ir kt.) . Keraminių substratų, paruoštų skirtingais metodais, jungimosi stiprumas yra gana skirtingas, o plokščiieji keraminiai substratai, paruošti aukštos temperatūros procesu (pvz., TPC, DBC ir kt.), Paprastai yra sujungti cheminiais ryšiais tarp metalo sluoksnio ir keraminio substrato, ir Susijimo stiprumas yra didelis. Keraminiame substrate, paruoštu žemos temperatūros procesu (pvz., DPC substrate), van der Waals jėga ir mechaninė įkandimo jėga tarp metalo sluoksnio ir keraminio substrato yra daugiausia, o surišimo stiprumas yra mažas.

Keraminio metalizacijos stiprumo bandymo metodai ant substrato apima:

1) Juostos metodas: Juosta yra arti metalinio sluoksnio paviršiaus, o guminis volelis suvyniojamas ant jo, kad būtų pašalinti burbuliukai jungties paviršiuje. Po 10 sekundžių juostelę ištraukite statmenai metaliniam sluoksniui statmenai ir išbandykite, ar metalinis sluoksnis pašalinamas iš substrato. Juostos metodas yra kokybinis bandymo metodas.

2) Suvirinimo vielos metodas: pasirinkite metalinę vielą, kurio skersmuo yra 0,5 mm arba 1,0 mm, suvirinkite tiesiai ant metalinio substrato sluoksnio, tirpdamas lydmetalį, ir išmatuokite metalinės vielos traukimo jėgą išilgai vertikalios krypties įtempimu matuoklis.

3) Žieminimo stiprumo metodas: metalinis sluoksnis ant keraminio substrato paviršiaus yra išgraviruotas (supjaustytas) į 5 mm ~ 10 mm juosteles, o po to nuplėštas vertikalia kryptimi ant žievės stiprumo bandymo mašinos, kad patikrintų jo žievės stiprumą. Reikalaujama, kad pašalinimo greitis būtų 50 mm /min, o matavimo dažnis yra 10 kartų /s.

Šiluminės savybių patikrinimas

Keraminio substrato šiluminės savybės daugiausia apima šilumos laidumą, atsparumą šilumai, šiluminio išsiplėtimo koeficientą ir šiluminį atsparumą. Keraminis substratas daugiausia vaidina šilumos išsklaidymo vaidmenį prietaisų pakuotėje, todėl jo šilumos laidumas yra svarbus techninis indeksas. Atsparumas šilumai daugiausia tikrina, ar keraminis substratas yra sudaužytas ir deformuojamas aukštoje temperatūroje, ar paviršiaus metalo linijos sluoksnis yra oksiduotas ir spalvos pasikeitimas, putojantis ar delaminuotas, ir ar vidinis skylės vidinis skylė sugenda.

Keraminio substrato šilumos laidumas yra susijęs ne tik su keraminio substrato (kūno šilumos atsparumo) medžiagos šilumos laidumu, bet ir glaudžiai susijęs su medžiagos sąsajos surišimu (sąsajos kontaktinis šiluminis pasipriešinimas). Todėl šiluminio pasipriešinimo testeris (kuris gali išmatuoti daugiasluoksnės struktūros kūno šiluminį atsparumą ir sąsajos šiluminį atsparumą) gali efektyviai įvertinti keraminio substrato šiluminį laidumą.

Elektros savybių patikrinimas

Keraminio substrato elektrinis efektyvumas daugiausia nurodo, ar metalinis sluoksnis priekyje ir gale yra laidus (ar vidinės skylės kokybė yra gera). Dėl nedidelio DPC keraminio substrato skylės skersmens, bus tokių defektų kaip neužpildytas, poringumas ir panašiai, kai užpildys skylutes elektroplinant, rentgeno spindulių testeris (kokybinis, greitas) ir skraidantis adatų testeris (kiekybinis, pigus ) paprastai gali būti naudojamas keraminio substrato skylių kokybei įvertinti.

Pakuočių savybių patikrinimas

Keraminio substrato pakavimo efektyvumas daugiausia reiškia suvirinamumą ir oro sandarinimą (apsiriboja trimatėmis keramikos substrato). Norint pagerinti švino vielos jungimosi stiprumą, metalo sluoksnis, turintis gerą suvirinimo efektyvumą, pavyzdžiui, Au ar Ag ir pagerinti švino vielos klijavimo kokybę. Suvialumas paprastai matuojamas aliuminio vielos suvirinimo mašinomis ir įtempimo matuokliais.

Lustas pritvirtintas prie 3D keraminės substrato ertmės, o ertmė užklijuota dangtelio plokšte (metalu arba stiklu), kad būtų galima realizuoti hermetišką prietaiso paketą. Užtvankos medžiagos oro sandarumas ir suvirinimo medžiaga tiesiogiai lemia prietaiso paketo oro sandarumą, o trijų matmenų keraminio substrato oro sandarumas skirtingiems metodams yra skirtingi. Trijų matmenų keraminis substratas daugiausia naudojamas užtvankos medžiagos ir konstrukcijos oro sandarumo patikrinimui, o pagrindiniai metodai yra fluoro dujų burbulas ir helio masės spektrometras.

Patikimumo testas ir analizė

Patikimumas daugiausia tikrina keraminio substrato veikimo pokyčius konkrečioje aplinkoje (aukšta temperatūra, žema temperatūra, aukšta drėgmė, spinduliuotė, korozija, aukšto dažnio vibracija ir kt.), Įskaitant atsparumą šilumai, aukštos temperatūros laikymą, aukštos temperatūros ciklą, šiluminį smūgį, Atsparumas korozijai, atsparumas korozijai, aukšto dažnio vibracija ir kt. Gedimo mėginius galima išanalizuoti nuskaitymo elektronų mikroskopijos (SEM) ir rentgeno spindulių difraktometru (XRD). Suvirinimo sąsajoms ir defektams analizuoti buvo naudojamas skenavimo garso mikroskopas (SAM) ir rentgeno detektorius (rentgeno spindulys).