X-Ray在陶瓷封装基板的缺陷检测应用

随着GaN，SiC，AlN等第三代半导体技术的发展，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，以及使用陶瓷基板的需求激增。

氮化铝-AMB基板 图源自江苏富乐德

一般而言，TPC、DBC和AMB陶瓷基板仅适用于制备单面电路层（或双面电路层，但上层和下层不导电）。如果要连接上层和下层，则需要进行激光钻孔（孔径通常大于200μm），然后在孔中填充金属浆，然后进行烧结。孔中的金属层的导电性和导热性差，且基板可靠性低。集成意味着产品检查表格的复杂性，因此X射线3D断层扫描成像可用于此类电子设备的包装检查，这种检查技术可以有效避免高度集成的电子设备的图像重叠和遮挡。

图源自网络

DPC陶瓷基板使用激光钻孔和电镀孔填充技术来制备通孔金属。由于孔被电镀并填充有致密的铜柱，因此电导率和导热性极佳，因此可以实现陶瓷基板上下电路层的垂直互连。

陶瓷基板的电性能主要是指基板前后的金属层是否导电（内部通孔的质量是否良好）。由于DPC陶瓷基板的通孔的直径较小，因此在电镀和填充孔的过程中可能会发生诸如未填充的孔和孔的缺陷。通常，可以使用X射线检查设备进行质量检查。X射线无损检测的最大优点是直观，快速。

以IGBT封装为例，由于IGBT的高输出功率，发热大，散热差会损坏IGBT芯片。散热是IGBT封装的关键技术，必须使用陶瓷基板来增强散热。IGBT封装主要采用DBC陶瓷基板，原因是DBC基板的金属电路层较厚，具有导热系数高，耐热性高，绝缘性高，强度高，热膨胀低，耐腐蚀和耐辐射的特点，它广泛用于电力设备和高温电子设备的封装。

IGBT检测DBC基板

封装的IGBT需要进行X射线无损检测，以确定和识别在封装过程中可能发生的焊点缺陷，从而消除具有错误焊接和漏焊等缺陷的产品。随着半导体技术的不断发展，功率器件将朝着高功率，小型化，集成化和多功能化的方向逐步发展。对用于包装的陶瓷基板的性能也提出了更高的要求，并且其检查也更加困难。

X-Ray离线检测机 图源自无锡日联

陶瓷基板的高精度和小型化。为了满足装置小型化的发展要求，有必要不断提高陶瓷基板电路层的加工精度（线宽/线间距）。随着电子设备的精细发展，X射线检查设备的精度得到了提高，并及时适应了生产线的需求。

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文章来源：无锡日联科技股份有限公司

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原文始发于微信公众号（艾邦陶瓷展）：X-Ray在陶瓷封装基板的缺陷检测应用