في عملية التعبئة الإلكترونية، ركائز السيراميك هي مكونات حاسمة. إن تقليل معدل العيوب في الركائز الخزفية له أهمية كبيرة لتحسين جودة الأجهزة الإلكترونية. ومع ذلك، لا توجد حاليًا معايير وطنية أو صناعية لاختبار أداء الركيزة الخزفية، مما يشكل صعوبات معينة لإنتاج المؤسسات وترويج المنتجات.
حاليًا، تشمل مؤشرات الأداء الرئيسية مظهر الركيزة، والخواص الميكانيكية، والخواص الحرارية، والخواص الكهربائية، وأداء التغليف (أداء العمل)، والموثوقية.
فحص المظهر
يستخدم فحص مظهر الركيزة الخزفية بشكل عام الفحص البصري أو المجهر الضوئي. تشمل عناصر الفحص ما إذا كانت الطبقة السفلية الخزفية بها شقوق أو فراغات، وما إذا كان سطح الطبقة المعدنية به خدوش أو تقشير أو بقع. بالإضافة إلى ذلك، فإن أبعاد الركيزة الخزفية، وسمك الطبقة المعدنية، والتسطيح السطحي (الاعوجاج) للركيزة، ودقة نمط سطح الركيزة كلها جوانب مهمة تتطلب فحصًا دقيقًا. خاصة بالنسبة للرقائق -القلبية والتغليف عالي الكثافة-، يجب أن تكون نسبة تسطيح السطح أقل من 0.3% بشكل عام.
في السنوات الأخيرة، مع التطور المستمر لتكنولوجيا الكمبيوتر وتكنولوجيا معالجة الصور، وارتفاع تكاليف العمالة للمؤسسات، تركز الشركات بشكل متزايد على تطبيق تقنيات الذكاء الاصطناعي والرؤية الآلية في تحويل التصنيع والارتقاء به. أصبحت طرق ومعدات الكشف المستندة إلى الرؤية الآلية- تدريجيًا وسيلة مهمة لتحسين جودة المنتج وزيادة الإنتاجية. ولذلك، فإن تطبيق معدات الكشف عن الرؤية الآلية لفحص ركائز السيراميك يمكن أن يحسن كفاءة الكشف، ويقلل تكاليف العمالة، وله قيمة تطبيق جيدة.
اختبار الأداء الميكانيكي
تشير الخواص الميكانيكية للركائز الخزفية بشكل أساسي إلى قوة الترابط لطبقة الدائرة المعدنية، والتي تمثل قوة الالتصاق بين الطبقة المعدنية والركيزة الخزفية، وتحدد بشكل مباشر جودة تغليف الجهاز اللاحق (قوة الترابط والموثوقية، وما إلى ذلك). تختلف قوة الترابط للركائز الخزفية المحضرة بطرق مختلفة بشكل كبير. تتمتع الركائز الخزفية المستوية التي تم إعدادها باستخدام -عمليات ذات درجة حرارة عالية (مثل TPC، وDBC، وما إلى ذلك) بقوة ترابط أعلى نظرًا لأن الطبقة المعدنية والركيزة الخزفية مرتبطتان بروابط كيميائية. ومع ذلك، فإن الركائز الخزفية المحضرة باستخدام عمليات ذات درجات حرارة منخفضة (مثل ركائز DPC) تعتمد بشكل أساسي على قوى فان دير فال والتشابك الميكانيكي، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الترابط.
تتضمن طرق اختبار قوة المعدنة للركائز الخزفية ما يلي:
[صورة]
رسم تخطيطي لاختبار قوة القص/اختبار قوة الشد
(1) طريقة الشريط: يتم تثبيت قطعة من الشريط بقوة على سطح الطبقة المعدنية، ويتم استخدام بكرة مطاطية لدحرجتها لإزالة فقاعات الهواء داخل سطح الربط. بعد 10 ثوانٍ، يتم تطبيق قوة متعامدة على الطبقة المعدنية لتقشير الشريط، ويتم التحقق مما إذا كانت الطبقة المعدنية تتقشر من الركيزة. اختبار الشريط هو طريقة اختبار نوعية.
(2) طريقة ربط الأسلاك: يتم اختيار سلك معدني بقطر 0.5 مم أو 1.0 مم ويتم لحامه مباشرة بالطبقة المعدنية للركيزة عن طريق ذوبان اللحام. بعد ذلك، يتم استخدام مقياس القوة لقياس قوة السحب-للسلك المعدني في الاتجاه الرأسي.
(3) طريقة قوة التقشير: يتم حفر (قطع) الطبقة المعدنية الموجودة على سطح الركيزة الخزفية إلى شرائح بطول 5 مم إلى 10 مم، ثم يتم تقشيرها في الاتجاه العمودي باستخدام جهاز اختبار قوة التقشير لقياس قوة التقشير. يجب أن تكون سرعة التقشير 50 مم/دقيقة، وتردد القياس 10 مرات/ثانية.
الأداء الحراري
يشمل الأداء الحراري للركائز الخزفية بشكل أساسي التوصيل الحراري، ومقاومة الحرارة، ومعامل التمدد الحراري، والمقاومة الحرارية. تلعب الركائز الخزفية بشكل رئيسي دورًا في تبديد الحرارة في تغليف الأجهزة، لذا فإن توصيلها الحراري يعد مؤشرًا تقنيًا مهمًا؛ تختبر مقاومة الحرارة بشكل أساسي ما إذا كانت الركيزة الخزفية تتشوه أو تتشوه عند درجات حرارة عالية، وما إذا كانت طبقة الدائرة المعدنية السطحية تتأكسد أو يتغير لونها أو تتقرح أو تتطاير، وما إذا كانت الثقوب الداخلية من خلال - تفشل.
لا ترتبط خصائص التوصيل الحراري للركائز الخزفية فقط بالتوصيل الحراري لمواد الركيزة الخزفية (المقاومة الحرارية السائبة)، ولكنها ترتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بترابط واجهة المواد (المقاومة الحرارية للتلامس بين الواجهة). ولذلك، فإن استخدام جهاز اختبار المقاومة الحرارية (الذي يمكنه قياس المقاومة الحرارية الكبيرة والمقاومة الحرارية للواجهة للهياكل متعددة-) يمكن أن يقيم بشكل فعال أداء التوصيل الحراري للركائز الخزفية.
الأداء الكهربائي
يشير الأداء الكهربائي للركائز الخزفية بشكل أساسي إلى ما إذا كانت الطبقات المعدنية الموجودة على الجانبين الأمامي والخلفي للركيزة موصلة (ما إذا كانت جودة الفتحة الداخلية من خلال- جيدة). نظرًا للقطر الصغير للفتحات - الموجودة في ركائز سيراميك DPC، قد تحدث عيوب مثل الحشو غير المكتمل وفراغات الهواء أثناء الطلاء الكهربائي. بشكل عام، يمكن استخدام جهاز اختبار الأشعة السينية (نوعي وسريع) وجهاز اختبار المسبار الطائر (كمي وغير مكلف) لتقييم جودة الثقوب الموجودة في الركائز الخزفية.
أداء التغليف
يشير أداء التغليف للركائز الخزفية بشكل أساسي إلى قابلية اللحام ونفاذية الهواء (يقتصر على-الركائز الخزفية ثلاثية الأبعاد). لتحسين قوة ربط الأسلاك، يتم بشكل عام طلاء طبقة من Au أو Ag أو معادن أخرى ذات خصائص لحام جيدة بالكهرباء أو مطلية كيميائيًا على سطح الطبقة المعدنية الركيزة الخزفية (خاصة الوسادات) لمنع الأكسدة وتحسين جودة ربط الأسلاك. يتم قياس قابلية اللحام عمومًا باستخدام آلة ربط أسلاك الألمنيوم واختبار الشد.
يتم تثبيت الشريحة في تجويف ركيزة سيراميكية-ثلاثية الأبعاد، ويتم إغلاق التجويف بلوحة غطاء (معدنية أو زجاجية) لتحقيق التغليف المحكم للجهاز. يحدد تماسك مادة السد ومادة اللحام بشكل مباشر تماسك عبوة الجهاز، ويختلف تماسك الركائز الخزفية ثلاثية الأبعاد - المحضرة بطرق مختلفة إلى حد ما. تركز الاختبارات الرئيسية للركائز الخزفية ثلاثية الأبعاد- على تماسك مادة السد وبنيته، وذلك باستخدام طريقة فقاعة زيت الفلوروكربون وطريقة مطياف كتلة الهيليوم بشكل أساسي.