Trong quy trình đóng gói điện tử, chất nền gốm là thành phần quan trọng. Giảm tỷ lệ khuyết tật của chất nền gốm có ý nghĩa rất lớn trong việc cải thiện chất lượng của các thiết bị điện tử. Tuy nhiên, hiện chưa có tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn ngành nào về kiểm tra hiệu suất của chất nền gốm, điều này gây ra những khó khăn nhất định cho hoạt động sản xuất và quảng bá sản phẩm của doanh nghiệp.
Hiện tại, các chỉ số hiệu suất chính bao gồm hình thức bề mặt, tính chất cơ học, tính chất nhiệt, tính chất điện, hiệu suất đóng gói (hiệu suất làm việc) và độ tin cậy.
Kiểm tra ngoại hình
Kiểm tra bề ngoài bề mặt gốm thường sử dụng kiểm tra trực quan hoặc kính hiển vi quang học. Các hạng mục kiểm tra bao gồm liệu bề mặt gốm có vết nứt hoặc lỗ rỗng hay không và bề mặt lớp kim loại có vết trầy xước, bong tróc hoặc vết bẩn hay không. Ngoài ra, kích thước của chất nền gốm, độ dày của lớp kim loại, độ phẳng bề mặt (cong vênh) của chất nền và độ chính xác của mẫu bề mặt chất nền đều là những khía cạnh quan trọng cần được kiểm tra cẩn thận. Đặc biệt đối với bao bì -chip lật và mật độ-cao, độ phẳng bề mặt thường được yêu cầu phải nhỏ hơn 0,3%.
Trong những năm gần đây, với sự phát triển không ngừng của công nghệ máy tính và công nghệ xử lý hình ảnh, chi phí lao động của doanh nghiệp ngày càng tăng, các công ty ngày càng chú trọng ứng dụng trí tuệ nhân tạo và công nghệ thị giác máy trong việc chuyển đổi và nâng cấp sản xuất. Các phương pháp và thiết bị phát hiện dựa trên thị giác máy-đang dần trở thành một phương tiện quan trọng để cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng năng suất. Do đó, việc áp dụng thiết bị phát hiện thị giác máy để kiểm tra chất nền gốm có thể cải thiện hiệu quả phát hiện, giảm chi phí nhân công và có giá trị ứng dụng tốt.
Kiểm tra hiệu suất cơ học
Các tính chất cơ học của chất nền gốm chủ yếu đề cập đến độ bền liên kết của lớp mạch kim loại, đại diện cho độ bền bám dính giữa lớp kim loại và chất nền gốm, đồng thời quyết định trực tiếp chất lượng của bao bì thiết bị tiếp theo (độ bền và độ tin cậy liên kết của khuôn, v.v.). Độ bền liên kết của chất nền gốm được chuẩn bị bằng các phương pháp khác nhau khác nhau đáng kể. Chất nền gốm phẳng được chuẩn bị bằng quy trình nhiệt độ-cao (chẳng hạn như TPC, DBC, v.v.) có độ bền liên kết cao hơn vì lớp kim loại và chất nền gốm được kết nối bằng liên kết hóa học. Tuy nhiên, chất nền gốm được chuẩn bị bằng quy trình nhiệt độ-thấp (chẳng hạn như chất nền DPC) chủ yếu dựa vào lực van der Waals và khóa liên động cơ học, dẫn đến độ bền liên kết thấp hơn.
Các phương pháp thử độ bền kim loại hóa của chất nền gốm bao gồm:
[Hình ảnh]
Sơ đồ kiểm tra độ bền cắt/kiểm tra độ bền kéo
(1) Phương pháp dán băng: Một miếng băng dính được dán chắc chắn vào bề mặt lớp kim loại, dùng con lăn cao su lăn qua để loại bỏ bọt khí bên trong bề mặt liên kết. Sau 10 giây, tác dụng một lực vuông góc với lớp kim loại để bóc lớp băng dính và kiểm tra xem lớp kim loại có bong ra khỏi lớp nền hay không. Kiểm tra băng là một phương pháp kiểm tra định tính.
(2) Phương pháp liên kết dây: Một dây kim loại có đường kính 0,5 mm hoặc 1,0 mm được chọn và hàn trực tiếp vào lớp kim loại của đế bằng chất hàn nóng chảy. Sau đó, lực kế được sử dụng để đo lực kéo-của dây kim loại theo hướng thẳng đứng.
(3) Phương pháp độ bền bong tróc: Lớp kim loại trên bề mặt nền gốm được khắc (cắt) thành các dải dài từ 5 mm đến 10 mm, sau đó bóc ra theo hướng thẳng đứng bằng máy đo độ bền bong tróc để đo độ bền bong tróc của nó. Tốc độ bong tróc yêu cầu là 50 mm/phút và tần số đo là 10 lần/giây.
Hiệu suất nhiệt
Hiệu suất nhiệt của chất nền gốm chủ yếu bao gồm độ dẫn nhiệt, khả năng chịu nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt và khả năng chịu nhiệt. Chất nền gốm chủ yếu đóng vai trò tản nhiệt trong bao bì thiết bị, vì vậy độ dẫn nhiệt của chúng là một chỉ số kỹ thuật quan trọng; Khả năng chịu nhiệt chủ yếu kiểm tra xem chất nền gốm có bị cong vênh hoặc biến dạng ở nhiệt độ cao hay không, lớp mạch kim loại trên bề mặt có bị oxy hóa, mất màu, phồng rộp hoặc bong tróc hay không và liệu các lỗ xuyên qua bên trong{1}}có bị hỏng hay không.
Đặc tính dẫn nhiệt của chất nền gốm không chỉ liên quan đến độ dẫn nhiệt của vật liệu nền gốm (khả năng chịu nhiệt số lượng lớn) mà còn liên quan chặt chẽ đến liên kết giao diện vật liệu (điện trở nhiệt tiếp xúc với giao diện). Do đó, việc sử dụng máy kiểm tra điện trở nhiệt (có thể đo điện trở nhiệt số lượng lớn và điện trở nhiệt bề mặt của các cấu trúc nhiều lớp) có thể đánh giá hiệu quả hiệu suất dẫn nhiệt của chất nền gốm.
Hiệu suất điện
Hiệu suất điện của đế gốm chủ yếu đề cập đến việc các lớp kim loại ở mặt trước và mặt sau của đế có dẫn điện hay không (chất lượng lỗ bên trong-có tốt hay không). Do đường kính nhỏ của các lỗ xuyên qua-trên nền gốm DPC, các khuyết tật như lấp đầy không đầy đủ và khoảng trống không khí có thể xảy ra trong quá trình mạ điện. Nói chung, có thể sử dụng máy kiểm tra tia X{4}}(định tính, nhanh) và máy kiểm tra đầu dò bay (định lượng, rẻ tiền) để đánh giá chất lượng của các lỗ xuyên qua-trên nền gốm.
Hiệu suất đóng gói
Hiệu suất đóng gói của chất nền gốm chủ yếu đề cập đến khả năng hàn và độ kín khí (giới hạn ở-chất nền gốm ba chiều). Để cải thiện độ bền liên kết của dây, một lớp Au hoặc Ag hoặc các kim loại khác có đặc tính hàn tốt thường được mạ điện hoặc mạ hóa học trên bề mặt lớp kim loại nền gốm (đặc biệt là các miếng đệm) để chống oxy hóa và cải thiện chất lượng liên kết dây. Độ hàn thường được đo bằng máy liên kết dây nhôm và máy kiểm tra độ bền kéo.
Con chip này được gắn trong khoang của nền gốm ba chiều và khoang này được bịt kín bằng một tấm che (kim loại hoặc thủy tinh) để đạt được khả năng đóng gói kín cho thiết bị. Độ kín của vật liệu đập và vật liệu hàn quyết định trực tiếp độ kín của bao bì thiết bị và độ kín của nền gốm ba chiều-được chuẩn bị bằng các phương pháp khác nhau ở một mức độ nào đó. Các thử nghiệm chính đối với chất nền gốm ba chiều-tập trung vào độ kín của vật liệu và cấu trúc đập, chủ yếu sử dụng phương pháp bong bóng dầu fluorocarbon và phương pháp khối phổ kế helium.