Metode Inspeksi Substrat Keramik

Saat ini, inspeksi utama substrat keramik jadi mencakup inspeksi visual, inspeksi sifat mekanik, inspeksi sifat termal, inspeksi sifat listrik, sifat pengemasan (kinerja kerja) dan inspeksi keandalan.

Inspeksi Penampilan

Inspeksi penampilan substrat keramik secara teratur dilakukan dengan mikroskop visual atau optik, terutama termasuk retakan, lubang, goresan pada permukaan lapisan logam, pengelupasan, noda dan cacat kualitas lainnya. Selain itu, ukuran garis besar substrat, ketebalan lapisan logam, warpage (camber) dari substrat, dan akurasi grafik permukaan substrat perlu diuji. Khusus untuk penggunaan ikatan flip-chip, kemasan kepadatan tinggi, warpage permukaan umumnya diperlukan kurang dari 0,3% dimensi.

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan pengembangan teknologi komputer dan teknologi pemrosesan gambar yang berkelanjutan, biaya pembuatan tenaga kerja terus meningkat, hampir semua produsen lebih memperhatikan penerapan kecerdasan buatan dan teknologi penglihatan mesin dalam transformasi dan peningkatan industri manufaktur , dan metode deteksi dan peralatan berdasarkan penglihatan mesin secara bertahap menjadi sarana penting untuk meningkatkan kualitas produk dan meningkatkan hasil. Oleh karena itu, penerapan peralatan inspeksi penglihatan mesin untuk mendeteksi substrat keramik dapat meningkatkan efisiensi deteksi dan mengurangi biaya tenaga kerja yang sesuai.

Inspeksi Sifat Mekanik

Sifat mekanik dari substrat keramik terutama merujuk pada gaya ikatan lapisan kawat logam, menunjukkan kekuatan ikatan antara lapisan logam dan substrat keramik, yang secara langsung menentukan kualitas paket perangkat berikutnya (kekuatan dan keandalan padat, dll.) . Kekuatan ikatan substrat keramik yang disiapkan dengan metode yang berbeda sangat berbeda, dan substrat keramik planar yang disiapkan oleh proses suhu tinggi (seperti TPC, DBC, dll. Kekuatan ikatannya tinggi. Dalam substrat keramik yang disiapkan oleh proses suhu rendah (seperti substrat DPC), gaya van der Waals dan gaya gigitan mekanis antara lapisan logam dan substrat keramik terutama, dan kekuatan pengikatan rendah.

Metode pengujian untuk kekuatan metalisasi keramik ke substrat meliputi:

1) Metode Tape: Pita dekat dengan permukaan lapisan logam, dan rol karet digulung di atasnya untuk menghilangkan gelembung di permukaan ikatan. Setelah 10 detik, tarik pita dengan ketegangan tegak lurus terhadap lapisan logam, dan uji apakah lapisan logam dilepas dari substrat. Metode tape adalah metode uji kualitatif.

2) Metode Kawat Pengelasan: Pilih kawat logam dengan diameter 0,5mm atau 1,0mm, las langsung pada lapisan logam substrat melalui leleh solder, dan kemudian ukur gaya penarik kawat logam di sepanjang arah vertikal dengan tegangan meter.

3) Metode Kekuatan Kupas: Lapisan logam pada permukaan substrat keramik diukir (dipotong) menjadi strip 5mm ~ 10mm, dan kemudian dirobek dalam arah vertikal pada mesin pengujian kekuatan kulit untuk menguji kekuatan kulitnya. Kecepatan pengupasan diperlukan 50mm /menit dan frekuensi pengukuran 10 kali /detik.

Inspeksi Sifat Termal

Sifat termal substrat keramik terutama termasuk konduktivitas termal, hambatan panas, koefisien ekspansi termal dan resistansi termal. Substrat keramik terutama memainkan peran disipasi panas dalam pengemasan perangkat, sehingga konduktivitas termal adalah indeks teknis yang penting. Resistensi panas terutama menguji apakah substrat keramik melengkung dan berubah bentuk pada suhu tinggi, apakah lapisan garis logam permukaan teroksidasi dan berubah warna, berbusa atau delaminasi, dan apakah lubang internal melalui lubang gagal.

Konduktivitas termal dari substrat keramik tidak hanya terkait dengan konduktivitas termal material dari substrat keramik (ketahanan termal tubuh), tetapi juga terkait erat dengan ikatan antarmuka material (antarmuka kontak termal resistensi). Oleh karena itu, penguji resistansi termal (yang dapat mengukur resistansi termal tubuh dan antarmuka resistansi termal dari struktur multi-lapisan) dapat secara efektif mengevaluasi konduktivitas termal substrat keramik.

Inspeksi Sifat Listrik

Kinerja listrik dari substrat keramik terutama mengacu pada apakah lapisan logam di bagian depan dan belakang substrat konduktif (apakah kualitas internal melalui lubang itu baik). Karena diameter kecil dari lubang melalui substrat keramik DPC, akan ada cacat seperti tidak terisi, porositas dan sebagainya saat mengisi lubang dalam elektroplating, penguji sinar-X (kualitatif, cepat) dan penguji jarum terbang (kuantitatif, murah ) umumnya dapat digunakan untuk mengevaluasi kualitas lubang melalui substrat keramik.

Inspeksi Properti Pengemasan

Kinerja pengemasan substrat keramik terutama mengacu pada las dan keketatan udara (terbatas pada substrat keramik tiga dimensi). Untuk meningkatkan kekuatan ikatan kawat timbal, lapisan logam dengan kinerja pengelasan yang baik seperti Au atau Ag umumnya terselektroplated atau terselektroplated pada permukaan lapisan logam substrat keramik (terutama bantalan pengelasan) untuk mencegah oksidasi dan meningkatkan kualitas ikatan kawat timah. Weldability umumnya diukur dengan mesin pengelasan kawat aluminium dan meter ketegangan.

Chip dipasang pada rongga substrat keramik 3D, dan rongga disegel dengan pelat penutup (logam atau kaca) untuk mewujudkan paket kedap udara perangkat. Kekencing udara bahan bendungan dan bahan pengelasan secara langsung menentukan keketatan udara dari paket perangkat, dan keketatan udara dari substrat keramik tiga dimensi yang disiapkan dengan metode yang berbeda berbeda. Substrat keramik tiga dimensi terutama digunakan untuk menguji keketatan udara bahan dan struktur bendungan, dan metode utamanya adalah gelembung gas fluor dan spektrometer massa helium.

Tes dan analisis keandalan

Reliabilitas terutama menguji perubahan kinerja substrat keramik di lingkungan tertentu (suhu tinggi, suhu rendah, kelembaban tinggi, radiasi, korosi, getaran frekuensi tinggi, dll.), Termasuk ketahanan panas, penyimpanan suhu tinggi, siklus suhu tinggi, guncangan termal, Resistansi korosi, resistensi korosi, getaran frekuensi tinggi, dll. Sampel kegagalan dapat dianalisis dengan memindai mikroskop elektron (SEM) dan difraktometer sinar-X (XRD). Pemindaian mikroskop suara (SAM) dan detektor sinar-X (X-ray) digunakan untuk menganalisis antarmuka dan cacat pengelasan.