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陶瓷基板封装缺陷可以使用X射线进行检测么?
发布时间:2020-11-03 09:25:58

封装是制造光电器件的关键过程,它直接影响器件的性能,可靠性和生产成本。目前,还没有用于陶瓷基板性能测试的行业标准。需要测试的项目主要有:外观,机械性能,热性能,电性能,封装性能和可靠性等几个方面

 

陶瓷基板的电性能主要是指基板正面和背面的金属层是否导电(内部通孔的质量是否良好)。由于DPC陶瓷基板通孔的直径较小,因此在电镀和填充孔的过程中可能出现诸如未填充的气孔缺陷。一般可采用X射线检测设备对其进行质量检测,X射线无损检测最大的有点是直观、快速。

 

IGBT封装为例,由于IGBT的高输出功率,发热大,散热不良会损坏IGBT芯片,散热是IGBT封装的关键技术,必须采用陶瓷基板来加强散热。IGBT封装主要采用DBC陶瓷基板,原因在于DBC基板金属线路层较厚,具有高导热、高耐热、高绝缘、高强度、低热胀、耐腐蚀及抗辐射等特点,它广泛用于功率设备和高温电子设备的封装。

 

封装后的IGBT需要进行X射线无损检测,对封装过程中可能出现的焊点缺陷进行判断识别,从而剔除存在虚焊、漏焊等缺陷的产品。随着半导体技术的不断发展,功率器件将逐步向大功率,小型化,集成化和多功能化方向发展。对用于封装的陶瓷基板的性能也提出了更高的要求,也对其检测加大了难度。

 

陶瓷基板高精度与小型化决定了我们必须不断提高陶瓷基板线路层加工精度(线宽/线距)。X射线检测设备的精度随着电子器件的精细化发展而提高,以便及时适应产线的需求。

 

陶瓷基板集成化,一般而言,TPC、DBC 和AMB陶瓷基板只适合制备单面线路层(或双面线路层,但上下层不导通)。如果要实现上下层导通,需要先激光打孔(孔径一般大于200μm),然后孔内填充金属浆料后烧结而成,孔内金属层导电、导热性差,基板可靠性低。集成化意味着产品检测形态的复杂性,因此X射线3D断层扫描成像被应用在这类电子器件的封装检测中,这种检测技术可以有效的避免集成化程度高的电子器件的图像重叠和遮挡。


      DPC陶瓷基板使用激光钻孔和电镀孔填充技术来制备金属通孔。由于孔被电镀并填充有致密的铜柱,导电性和导热性**,因此可以实现陶瓷基板上下电路层的垂直互连。随着GaN,SiC,AlN和其他技术的第三代半导体的发展,功率器件已开始在半导体照明,电力电子,微波射频,5G通信,新能源和新能源汽车等领域迅速发展,并且对陶瓷基板的需求激增。


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     陶瓷基板在功率器件封装中占据举足轻重的作用,是各国重点研发的关键电子材料。因此迫切需要加强陶瓷基板核心技术研发 (包括陶瓷粉料、基片及基板制备技术等),满足国内飞速发展的市场需求。X射线无损检测技术也会紧跟封装技术的发展,有效的服务于产品质量检测。



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