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January 23, 2024

Inspektionsmethoden von Keramiksubstraten

Im Prozess der elektronischen Verpackung sind Keramiksubstrate die Schlüsselkomponenten. Die Verringerung der Defektrate von Keramiksubstraten ist für die Verbesserung der Qualität elektronischer Geräte von selbstverständlicher Bedeutung. Aufgrund von ohne nationalen oder branchenweitlichen Standards für Keramik -Substrat -Leistungstests, was bestimmte Herausforderungen in die Fertigung bringt.

Gegenwärtig bedeckt die Hauptinspektion des fertigen Keramik -Substrats die visuelle Inspektion, die Inspektion der mechanischen Eigenschaften, die Inspektion von Wärmeeigenschaften, die Überprüfung der elektrischen Eigenschaften, die Überprüfung der Verpackungseigenschaften (Arbeitsleistung) und die Zuverlässigkeitsprüfung.


Aussehensprüfung

Die Erscheinungsinspektion von Keramiksubstraten wird regelmäßig durch visuelle oder optische Mikroskopie durchgeführt, wobei hauptsächlich Risse, Löcher, Kratzer auf der Oberfläche der Metallschicht, Peeling, Flecken und andere Qualitätsdefekte enthalten sind. Zusätzlich müssen die Umrissgröße der Substrate, die Dicke der Metallschicht, die Verzerrungen (Sturz) der Substrate und die grafische Genauigkeit der Substratoberfläche getestet werden. Insbesondere für die Verwendung von Flip-Chip-Bindung und Verpackung mit hoher Dichte muss die Oberflächenverzerrung im Allgemeinen weniger als 0,3% der Abmessungen betragen.

In den letzten Jahren steigen mit der kontinuierlichen Entwicklung der Computertechnologie und der Bildverarbeitungstechnologie weiterhin die Herstellung der Arbeitskosten, die fast alle Hersteller mehr und mehr auf die Anwendung künstlicher Intelligenz und maschineller Visionstechnologie bei der Transformation und Aufrüstung der Fertigungsindustrie achten, mehr und mehr Aufmerksamkeit und die auf dem machenden Sehvermögen basierenden Erkennungsmethoden sind nach und nach zu einem wichtigen Mittel, um die Produktqualität zu verbessern und den Ertrag zu verbessern. Daher kann die Anwendung von Inspektionsausrüstung für maschinelle Sehbehinderungen auf die Erkennung von Keramiksubstrat die Erkennungseffizienz verbessern und die Arbeitskosten entsprechend senken.


Mechanische Eigenschaften Inspektion

Die mechanischen Eigenschaften des Keramiksubstrats beziehen sich hauptsächlich auf die Bindungskraft der Metalldrahtschicht, was auf die Bindungsstärke zwischen der Metallschicht und dem Keramiksubstrat hinweist, die direkt die Qualität des nachfolgenden Gerätspakets (solide Festigkeit und Zuverlässigkeit usw.) bestimmt, . Die Bindungsstärke von Keramiksubstraten, die mit unterschiedlichen Methoden hergestellt wurden Die Bindungsstärke ist hoch. Im keramischen Substrat, der durch niedrige Temperaturprozess (z. B. DPC -Substrat) hergestellt wurde, sind die Van der Waals -Kraft und die mechanische Bisskraft zwischen der Metallschicht und dem Keramiksubstrat hauptsächlich und die Bindfestigkeit ist gering.


Zu den Testmethoden für die Keramikmetallisationsstärke auf Substrat gehören:


Diagram of Shear Strength Test and Tensile Strength test


1) Klebebandmethode: Das Klebeband befindet sich in der Nähe der Oberfläche der Metallschicht, und die Gummiwalze wird darauf gerollt, um die Blasen in der Bindungsoberfläche zu entfernen. Ziehen Sie nach 10 Sekunden das Klebeband mit einer Spannung senkrecht zur Metallschicht ab und testen Sie, ob die Metallschicht aus dem Substrat entfernt wird. Bandmethode ist eine qualitative Testmethode.


2) Schweißdrahtmethode: Wählen Sie einen Metalldraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm oder 1,0 mm aus, schweißen Sie direkt auf der Metallschicht des Substrat Meter.


3) Peel -Festigkeitsmethode: Die Metallschicht auf der Oberfläche des Keramiksubstrats wird in 5 mm ~ 10 mm Streifen geätzt (geschnitten) und dann in vertikaler Richtung auf der Schale -Festigkeitstestmaschine abgerissen, um die Schalenfestigkeit zu testen. Die Strip -Geschwindigkeit muss 50 mm /min und die Messfrequenz 10 -mal /s beträgt.


Thermaleigenschaften Inspektion

Die thermischen Eigenschaften des Keramiksubstrats umfassen hauptsächlich thermische Leitfähigkeit, Wärmebeständigkeit, thermische Expansionskoeffizient und thermischer Widerstand. Das Keramik -Substrat spielt hauptsächlich eine Wärmeableitungsrolle bei der Geräteverpackung, daher ist seine thermische Leitfähigkeit ein wichtiger technischer Index. Der Wärmewiderstand testet hauptsächlich, ob das Keramik -Substrat bei hohen Temperaturen verzerrt und deformiert wird, ob die Oberflächenmetalllinienschicht oxidiert und verfärbt ist, schäumt oder delaminiert und ob das Innern durch Loch ausfällt.

Die thermische Leitfähigkeit des Keramiksubstrats hängt nicht nur mit der materiellen thermischen Leitfähigkeit des Keramiksubstrats (Körperwärmewiderstand) zusammen, sondern auch eng mit der Grenzflächenbindung des Materials (Grenzflächenkontakt -Wärmewiderstand). Daher kann der thermische Widerstandstester (der den Körperthermiswiderstand und die Grenzfläche des Wärmewiderstandes der Mehrschichtstruktur messen kann) die thermische Leitfähigkeit des Keramik-Substrats wirksam.


Inspektion der elektrischen Eigenschaften

Die elektrische Leistung des Keramik -Substrats bezieht sich hauptsächlich darauf, ob die Metallschicht auf der Vorder- und Rückseite des Substrats leitfähig ist (ob die Qualität des Innens durch Loch gut ist). Aufgrund des kleinen Durchmessers des durch das DPC-Keramik-Substrat lohen Loch ) kann im Allgemeinen verwendet werden, um die durch Lochqualität des Keramiksubstrats zu bewerten.


Verpackungseigenschaften Inspektion

Die Verpackungsleistung des Keramiksubstrats bezieht sich hauptsächlich auf Schweißbarkeit und Luftdicht (begrenzt auf dreidimensionales Keramik-Substrat). Um die Verbindungsfestigkeit des Bleidrahtes zu verbessern, wird eine Metallschicht mit guter Schweißleistung wie AU oder Ag im Allgemeinen elektropliniert oder elektropliert auf der Oberfläche der Metallschicht des Keramiksubstrats (insbesondere des Schweißbads), um die Oxidation zu verhindern und Verbesserung der Verbindungsqualität des Bleidrahtes. Die Schweißbarkeit wird im Allgemeinen durch Aluminiumdrahtschweißmaschinen und Spannungsmesser gemessen.

Der Chip ist am 3D -Keramik -Substrathöhle montiert, und der Hohlraum ist mit einer Abdeckplatte (Metall oder Glas) versiegelt, um das luftdichte Paket des Geräts zu realisieren. Die Luftdichtheit des Staudammmaterials und das Schweißmaterial bestimmt direkt die Luftdichtheit des Gerätepakets, und die Luftdichtheit des dreidimensionalen Keramik-Substrats, das mit unterschiedlichen Methoden hergestellt wurde, ist unterschiedlich. Das dreidimensionale Keramiksubstrat wird hauptsächlich verwendet, um die Luftdichtung des Dammmaterials und der Hauptstruktur zu testen, und die Hauptmethoden sind Fluorgasblasen und Heliummassenspektrometer.


Zuverlässigkeitstest und Analyse

Zuverlässigkeit testet hauptsächlich die Leistungsänderungen des Keramiksubstrats in einer bestimmten Umgebung (hohe Temperatur, niedrige Temperatur, hohe Luftfeuchtigkeit, Strahlung, Korrosion, Hochfrequenzvibration usw.), einschließlich Wärmewiderstand, Lagerung mit hoher Temperatur, Hochtemperaturzyklus, thermischer Schock Korrosionsresistenz, Korrosionsbeständigkeit, Hochfrequenzvibration usw. Die Versagensproben können durch Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und Röntgenbindelometer (XRD) analysiert werden. Der Scan-Schallmikroskop (SAM) und Röntgendetektor (Röntgenaufnahme) wurden verwendet, um Schweißgrenzflächen und Defekte zu analysieren.

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