在電子封裝過程中,陶瓷基板是關(guān)鍵器件,降低陶瓷基板的不良率對提高電子器件質(zhì)量具有重大的意義,但是陶瓷基板性能檢測尚無國家或行業(yè)標準,這給企業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品推廣帶來一定困難。
目前,主要性能包括基板外觀、力學性能、熱學性能、電學性能、封裝性能(工作性能)和可靠性等。
外觀檢測
力學性能檢測
平面陶瓷基板力學性能主要指金屬線路層結(jié)合強度,表示金屬層與陶瓷基片間的粘接強度,直接決定了后續(xù)器件封裝質(zhì)量(固晶強度與可靠性等)。不同方法制備的陶瓷基板結(jié)合強度差別較大,通常采用高溫工藝制備的平面陶瓷基板(如TPC、DBC等),其金屬層與陶瓷基片間通過化學鍵連接,結(jié)合強度較高;而低溫工藝制備的陶瓷基板(如DPC基板),金屬層與陶瓷基片間主要以范德華力及機械咬合力為主,結(jié)合強度偏低。常用結(jié)合強度測試方法包括:
熱學性能
陶瓷基板熱學性能主要包括熱導率、耐熱性、熱膨脹系數(shù)和熱阻等。陶瓷基板在器件封裝中主要起散熱作用,因此其熱導率是重要的技術(shù)指標;耐熱性主要測試陶瓷基板在高溫下是否翹曲、變形,表面金屬線路層是否氧化變色、起泡或脫層,內(nèi)部通孔是否失效等。由于陶瓷基板一般為多層結(jié)構(gòu),其導熱特性不僅與陶瓷基片材料熱導率有關(guān)(體熱阻),還與材料界面結(jié)合情況密切相關(guān)(界面接觸熱阻)。因此,采用熱阻測試儀(可測量多層結(jié)構(gòu)的體熱阻和界面熱阻)能有效評價陶瓷基板導熱性能。
電學性能
陶瓷基板電學性能主要指基板正反面金屬層是否導通(內(nèi)部通孔質(zhì)量是否良好)。由于DPC陶瓷基板通孔直徑較小,在電鍍填孔時會出現(xiàn)未填實、氣孔等缺陷,一般可采用X射線測試儀(定性,快速)和飛針測試機(定量,便宜)評價陶瓷基板通孔質(zhì)量。
封裝性能
陶瓷基板封裝性能主要指可焊性與氣密性(限三維陶瓷基板)。為提高引線鍵合強度,一般在陶瓷基板金屬層(特別是焊盤)表面電鍍或化學鍍一層Au或Ag等焊接性能良好的金屬,防止氧化,提高引線鍵合質(zhì)量??珊感砸话悴捎?/span>鋁線焊接機和拉力計進行測量。