세라믹 기판의 검사 방법

전자 포장 과정에서, 세라믹 기판은 주요 성분이며, 세라믹 기판의 결함 속도를 감소시키는 것은 전자 장치의 품질을 향상시키는 데 자명하다. 세라믹 기판 성능 테스트에 대한 국가적 또는 산업 표준이 없기 때문에 제조에 특정 과제가 발생합니다.

현재 완성 된 세라믹 기판의 주요 검사는 육안 검사, 기계적 특성 검사, 열 특성 검사, 전기 특성 검사, 포장 특성 (작업 성능) 점검 및 신뢰성 검사를 포함합니다.

외관 검사

세라믹 기판의 외관 검사는 주로 균열, 구멍, 금속 층 표면의 긁힘, 껍질, 얼룩 및 기타 품질 결함을 포함하여 시각 또는 광학 현미경에 의해 정기적으로 수행됩니다. 또한, 기판의 개요 크기, 금속 층의 두께, 기판의 warpage (Camber) 및 기판 표면의 그래픽 정확도를 시험해야한다. 특히 플립 칩 본딩, 고밀도 포장을 사용하기 위해서는 표면 휘장은 일반적으로 치수의 0.3% 미만이어야합니다.

최근 몇 년 동안 컴퓨터 기술 및 이미지 처리 기술의 지속적인 개발로 제조 인건비가 계속 증가함에 따라 거의 모든 제조업체는 제조 산업의 혁신 및 업그레이드에서 인공 지능 및 기계 비전 기술의 적용에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다. 기계 비전에 기초한 탐지 방법과 장비는 점차 제품 품질을 향상시키고 수율을 향상시키는 중요한 수단이되었습니다. 따라서, 세라믹 기판의 검출에 기계 시력 검사 장비를 적용하면 탐지 효율을 향상시키고 그에 따라 인건비를 줄일 수 있습니다.

기계적 특성 검사

세라믹 기판의 기계적 특성은 주로 금속 와이어 층의 결합력을 나타내며, 이는 금속 층과 세라믹 기판 사이의 결합 강도를 나타내며, 이는 후속 장치 패키지의 품질 (고체 강도 및 신뢰성 등)을 직접 결정한다. . 상이한 방법에 의해 제조 된 세라믹 기판의 결합 강도는 상당히 다르며, 고온 공정 (예 : TPC, DBC 등)에 의해 제조 된 평면 세라믹 기판은 일반적으로 금속 층과 세라믹 기판 사이의 화학적 결합에 의해 연결되며, 결합 강도가 높습니다. 저온 공정 (예 : DPC 기판)에 의해 제조 된 세라믹 기판에서, 금속 층과 세라믹 기판 사이의 반 데르 발스 힘 및 기계적 물린 힘은 주로 결합 강도가 낮다.

세라믹 기판의 금속 화 강도에 대한 시험 방법은 다음을 포함한다.

Diagram of Shear Strength Test and Tensile Strength test

1) 테이프 방법 : 테이프는 금속 층의 표면에 가깝고 고무 롤러를 롤링하여 결합 표면의 기포를 제거합니다. 10 초 후에는 금속 층에 수직 인 장력으로 테이프를 당기고 금속 층이 기판에서 제거되는지 테스트합니다. 테이프 방법은 질적 테스트 방법입니다.

2) 용접 와이어 방법 : 직경이 0.5mm 또는 1.0mm 인 금속 와이어를 선택하고 솔더 용융을 통해 기판의 금속 층에서 직접 용접 한 다음 긴장으로 수직 방향을 따라 금속 와이어의 당기력을 측정합니다. 미터.

3) 껍질 강도 방법 : 세라믹 기판 표면의 금속 층은 5mm ~ 10mm 스트립으로 에칭 (절단)을 뿌린 다음 껍질 강도 테스트 기계의 수직 방향으로 찢어져 껍질 강도를 테스트합니다. 스트리핑 속도는 50mm /분이어야하며 측정 주파수는 10 배 /s입니다.

열 속성 검사

세라믹 기판의 열 특성은 주로 열 전도도, 내열성, 열 팽창 계수 및 열 저항을 포함합니다. 세라믹 기판은 주로 장치 포장에서 열 소산 역할을하므로 열전도율은 중요한 기술 지수입니다. 내열성은 주로 세라믹 기판이 고온에서 뒤틀리고 변형되는지, 표면 금속 라인 층이 산화되고 변색되거나, 거품이 발생하거나, 구멍을 통한 내부가 실패하는지 여부를 테스트합니다.

세라믹 기판의 열 전도도는 세라믹 기판의 재료 열 전도도 (신체 열 저항)와 관련이있을뿐만 아니라 재료의 계면 결합 (인터페이스 접촉 열 저항)과 밀접한 관련이있다. 따라서, 열 저항 테스터 (신체 열 저항 및 다층 구조의 인터페이스 열 저항을 측정 할 수있는 열 저항 테스터는 세라믹 기판의 열 전도도를 효과적으로 평가할 수있다.

전기 특성 검사

세라믹 기판의 전기 성능은 주로 기판의 전면 및 후면에있는 금속 층이 전도성인지 (내부 통과 구멍의 품질이 양호한 지)를 나타냅니다. DPC 세라믹 기판의 통과 구멍의 작은 지름이 적기 때문에 전기 도금, X- 레이 테스터 (정 성적, 빠른) 및 비행 바늘 테스터 (정량적, 저렴한 저렴한)의 구멍을 채울 때 충전되지 않은, 다공성 등과 같은 결함이있을 것입니다. )는 일반적으로 세라믹 기판의 통과 구멍 품질을 평가하는 데 사용될 수 있습니다.

포장 속성 검사

세라믹 기판의 포장 성능은 주로 용접 성 및 공기 압박감 (3 차원 세라믹 기판으로 제한)을 나타냅니다. 납 와이어의 결합 강도를 향상시키기 위해, Au 또는 Ag와 같은 우수한 용접 성능을 갖는 금속 층은 일반적으로 산화를 방지하기 위해 세라믹 기판 (특히 용접 패드)의 금속 층 표면에 전기 도금 또는 전기 도금됩니다. 리드 와이어의 본딩 품질을 향상시킵니다. 용접 성은 일반적으로 알루미늄 와이어 용접기 및 장력 미터로 측정됩니다.

칩은 3D 세라믹 기판 캐비티에 장착되며, 캐비티는 커버 플레이트 (금속 또는 유리)로 밀봉되어 장치의 밀폐 패키지를 실현합니다. 댐 재료의 공기 단성과 용접 물질은 장치 패키지의 공기 압박감을 직접 결정하며, 상이한 방법에 의해 제조 된 3 차원 세라믹 기판의 공기 압박감은 다르다. 3 차원 세라믹 기판은 주로 댐 재료 및 구조의 공기 압박감을 테스트하는 데 사용되며 주요 방법은 불소 가스 기포 및 헬륨 질량 분석기입니다.

신뢰성 테스트 및 분석

신뢰성은 주로 특정 환경 (고온, 저온, 높은 습도, 방사선, 부식, 고주파 진동 등)에서 세라믹 기판의 성능 변화를 테스트합니다. 부식 저항, 부식 저항, 고주파 진동 등. 실패 샘플은 주사 전자 현미경 (SEM) 및 X- 선 회절 계 (XRD)에 의해 분석 될 수 있습니다. 스캐닝 사운드 현미경 (SAM) 및 X- 선 검출기 (X- 선)를 사용하여 용접 인터페이스 및 결함을 분석 하였다.