当前位置: 陶瓷 >> 陶瓷前景 >> 陶瓷基板的缺陷该如何检测
(图片起源:中电科四十三所)
在电子封装经过中,陶瓷基板是关键器件,消沉陶瓷基板的不良率对抬高电子器件品质具备宏大的意义,不过陶瓷基板机能探测尚无国度或行业准则,这给企业临盆和产物推行带来肯定困苦。
现在,重要机能包罗基板外表、力学机能、热学机能、电学机能、封装机能(处事机能)和牢靠性等。
外表探测
陶瓷基板外表搜检寻常选取目视或光学显微镜,探测项目包罗陶瓷基片是不是有破绽、孔洞,金属层表面是不是有刮伤、剥落、缺点等品质毛病。别的,陶瓷基片形状尺寸、金属层厚度、基板表面平坦度(翘曲)、基板表面图形精度都是需求要点探测的体例。特殊是关于采纳倒装芯片、高密度封装而言,寻常请求表面平坦度低于0.3%。
比年来,跟着祈望机手艺和图象责罚手艺持续进步,企业用功成本持续爬升,企业在创造业转型晋级中越来越关心人为智能和板滞视觉等手艺的运用,基于板滞视觉的探测办法和设置逐步成为提高产物品质、抬高良品率的急迫手法。因而,将板滞视觉探测设置运用于陶瓷基板的探测,可抬高探测效率,消沉人力成本,具备优秀的运用价钱。
力学机能探测
陶瓷基板力学机能重要指金属路线层的聚集强度,体现金属层与陶瓷基片间的粘接强度,直接决计了后续器件封装的品质(固晶强度与牢靠性等)。不同办法制备的陶瓷基板聚集强度不同较大,时常采纳高温工艺制备的平面陶瓷基板(如TPC、DBC等),其金属层与陶瓷基片间经过化学键联接,聚集强度较高。而低温工艺制备的陶瓷基板(如DPC基板),金属层与陶瓷基片间重要以范德华力及板滞咬协力为主,聚集强度偏低。陶瓷基板金属化强度的测试办法包罗:图1剪切强度测试示用意/拉伸强度测试示用意(1)胶带法:将胶带紧贴金属层表面,用橡皮滚筒在上头滚压,以去除粘接面内气泡。10秒后用笔直于金属层的拉力使胶带剥离,探测金属层是不是从基片上剥离。胶带法属于一种定性测试办法。
(2)焊线法:采用直径为0.5mm或1.0mm的金属线,经过焊料溶化直接焊接在基板金属层上,随后用拉力计沿笔直方位衡量金属线的拉脱力。
(3)剥离强度法:将陶瓷基板表面金属层蚀刻(划切)成5mm~10mm长条,尔后在剥离强度测试机上沿笔直方位撕下,测试其剥离强度。请求剥离速率为50mm/min,衡量频次为10次/s。
热学机能
陶瓷基板的热学机能重要包罗热导率、耐热性、热膨胀系数和热阻等。陶瓷基板在器件封装中重要起散热效用,因而其热导率是急迫的手艺目标;耐热性重要测试陶瓷基板在高温下是不是翘曲、变形,表面金属路线层是不是氧化变色、起泡或脱层,内部通孔是不是做废等。
陶瓷基板的导热特征,不但与陶瓷基片的材料热导率干系(体热阻),还与材料界面聚集环境亲密干系(界面来往热阻)。因而,采纳热阻测试仪(可衡量多层组织的体热阻和界面热阻)能有用评估陶瓷基板导热机能。
电学机能
陶瓷基板电学机能重要指基板正背面金属层是不是导通(内部通孔品质是不是优秀)。由于DPC陶瓷基板通孔直径较小,在电镀填孔时会涌现未填实、气孔等毛病,寻常可采纳X射线测试仪(定性,神速)和飞针测试机(定量,廉价)评估陶瓷基板通孔品质。
封装机能
陶瓷基板封装机能重要指可焊性与气密性(限三维陶瓷基板)。为抬高引线键合强度,寻常在陶瓷基板金属层(特殊是焊盘)表面电镀或化学镀一层Au或Ag等焊接机能优秀的金属,避免氧化,抬高引线键合品质。可焊性寻常采纳铝线焊接机和拉力计举行衡量。
将芯片贴装于三维陶瓷基板腔体内,用盖板(金属或玻璃)将腔体密封就可完结器件气密封装。围坝材料与焊接材料气密性直接决计了器件封装气密性,不同办法制备的三维陶瓷基板气密性存在肯定不同。对三维陶瓷基板重要测试围坝材料与组织的气密性,重要有氟油气泡法和氦质谱仪法。
牢靠性测试与解析
牢靠性重要测试陶瓷基板在特定处境下(高温、低温、高湿、辐射、腐化、高频振荡等)的机能改变,重要体例包罗耐热性、高温保存、凹凸温轮回、热攻击、耐腐化、抗腐化、高频振荡等。关于做废样本,可采纳扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)别离举行宏观和成份解析;采纳扫描声显微镜(SAM)和X射线探测仪(X-Ray)举行焊接界面和毛病解析。
参考文件
References
[1]程浩,陈明祥等.电子封装陶瓷基板
[2]程浩,陈明祥等.功率电子封装用陶瓷基板手艺与运用进步
[3]黄思博.基于HALCON的LED陶瓷基板毛病探测系统
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