У процесу електронског паковања, керамичке подлоге су критичне компоненте. Смањење стопе кварова на керамичким подлогама је од великог значаја за побољшање квалитета електронских уређаја. Међутим, тренутно не постоје национални или индустријски стандарди за испитивање перформанси керамичких подлога, што представља одређене потешкоће за производњу и промоцију производа у предузећу.
Тренутно, главни индикатори перформанси укључују изглед подлоге, механичка својства, термичка својства, електрична својства, перформансе паковања (радне перформансе) и поузданост.
Инспекција изгледа
Инспекција изгледа керамичке подлоге углавном користи визуелну инспекцију или оптичку микроскопију. Ставке инспекције укључују да ли керамичка подлога има пукотине или шупљине и да ли површина металног слоја има огреботине, љуштење или мрље. Поред тога, димензије керамичке подлоге, дебљина металног слоја, равност површине (искривљеност) подлоге и тачност површинског узорка су све важни аспекти који захтевају пажљиву инспекцију. Посебно за флип{3}}паковање и паковање велике густине{4}}, равнина површине је генерално потребна да буде мања од 0,3%.
Последњих година, са сталним развојем рачунарске технологије и технологије обраде слике, и све већим трошковима рада за предузећа, компаније се све више фокусирају на примену вештачке интелигенције и технологија машинског вида у трансформацији и унапређењу производње. Методе и опрема за детекцију засноване на машинском виду{1}} постепено постају важно средство за побољшање квалитета производа и повећање приноса. Стога, примена опреме за детекцију машинског вида на инспекцију керамичких подлога може побољшати ефикасност детекције, смањити трошкове рада и има добру вредност примене.
Испитивање механичких перформанси
Механичке особине керамичких подлога углавном се односе на чврстоћу везивања слоја металног кола, која представља снагу пријањања између металног слоја и керамичке подлоге, и директно одређује квалитет накнадног паковања уређаја (снага и поузданост спајања матрице, итд.). Чврстоћа везивања керамичких подлога припремљених различитим методама значајно варира. Планарне керамичке подлоге припремљене коришћењем високо{3}}температурних процеса (као што су ТПЦ, ДБЦ, итд.) имају већу чврстоћу везивања јер су метални слој и керамичка подлога повезани хемијским везама. Међутим, керамичке подлоге припремљене коришћењем процеса ниске{6}}температуре (као што су ДПЦ супстрати) углавном се ослањају на ван дер Валсове силе и механичко спајање, што резултира мањом чврстоћом везивања.
Методе испитивања чврстоће метализације керамичких подлога укључују:
[слика]
Шематски дијаграм испитивања чврстоће на смицање/испитивања затезне чврстоће
(1) Метода траке: Комад траке је чврсто причвршћен за површину металног слоја, а гумени ваљак се користи за превртање преко њега како би се уклонили ваздушни мехурићи унутар површине за везивање. После 10 секунди примењује се сила окомита на метални слој да би се одлепила трака и проверава се да ли се метални слој одлепљује од подлоге. Тест траке је квалитативна метода испитивања.
(2) Метода везивања жице: Метална жица пречника 0,5 мм или 1,0 мм се бира и директно заварује на метални слој подлоге топљењем лема. Затим се мерач силе користи за мерење силе повлачења-металне жице у вертикалном смеру.
(3) Метода чврстоће љуштења: Метални слој на површини керамичке подлоге је урезан (сечен) у траке дужине од 5 мм до 10 мм, а затим се ољушти у вертикалном смеру помоћу тестера чврстоће љуштења да би се измерила његова чврстоћа на љуштење. Брзина љуштења је потребна да буде 50 мм/мин, а фреквенција мерења је 10 пута/с.
Тхермал Перформанце
Топлотне карактеристике керамичких подлога углавном укључују топлотну проводљивост, отпорност на топлоту, коефицијент топлотног ширења и топлотну отпорност. Керамичке подлоге углавном играју улогу дисипације топлоте у паковању уређаја, тако да је њихова топлотна проводљивост важан технички индикатор; отпорност на топлоту углавном тестира да ли се керамичка подлога искривљује или деформише на високим температурама, да ли површински слој металног кола оксидира, мења боју, пликови или се раслојава и да ли унутрашње рупе не раде.
Карактеристике топлотне проводљивости керамичких супстрата нису повезане само са топлотном проводљивошћу материјала керамичке подлоге (велика топлотна отпорност), већ су уско повезане и са повезивањем на интерфејсу материјала (термичка отпорност на контакту сучеља). Због тога, коришћењем тестера термичке отпорности (који може да мери термичку отпорност и топлотну отпорност интерфејса вишеслојних структура) може се ефикасно проценити перформансе топлотне проводљивости керамичких подлога.
Елецтрицал Перформанце
Електричне перформансе керамичких подлога углавном се односе на то да ли су метални слојеви на предњој и задњој страни подлоге проводљиви (да ли је квалитет унутрашњег рупа кроз{0}}добар). Због малог пречника пролазних-отвора у ДПЦ керамичким подлогама, током галванизације могу да се јаве дефекти као што су непотпуно пуњење и ваздушне шупљине. Генерално, рендгенски тестер (квалитативни, брзи) и тестер летеће сонде (квантитативни, јефтин) могу се користити за процену квалитета пролазних-рупа у керамичким подлогама.
Перформансе паковања
Перформансе паковања керамичких подлога углавном се односе на лемљивост и херметичност (ограничено на тродимензионалне керамичке подлоге). Да би се побољшала чврстоћа везивања жице, слој Ау или Аг или других метала са добрим својствима заваривања се генерално галвански или хемијски обложен на површини металног слоја керамичке подлоге (посебно јастучића) да би се спречила оксидација и побољшао квалитет везивања жице. Лемљивост се генерално мери помоћу машине за спајање алуминијумске жице и тестера за затезање.
Чип се монтира у шупљину тродимензионалне керамичке подлоге, а шупљина је запечаћена поклопцем (металном или стакленом) да би се постигло херметичко паковање уређаја. Херметичност материјала бране и материјала за заваривање директно одређује херметичност паковања уређаја, а херметичност тродимензионалних керамичких подлога припремљених различитим методама у извесној мери варира. Главни тестови за тродимензионалне керамичке подлоге се фокусирају на херметичност материјала и структуре бране, првенствено користећи методу мехурића са флуороугљеником и методом масеног спектрометра на хелију.