Prüfmethodenreihe: Ultraschall-Rastermikroskop-SAT-Prüfung
DBC-Keramiksubstrat (Direct Bond Copper).bezieht sich auf ein metallisiertes Substrat, das entsteht, wenn Kupfer unter Hochtemperaturbedingungen direkt auf Aluminiumoxid- oder Aluminiumnitridkeramik gesintert wird. DBC kupferbeschichtetKeramiksubstratewerden von Anwendern aufgrund ihrer hervorragenden Stabilität, hohen Strombelastbarkeit, hohen elektrischen Isolierung und Wärmeleitfähigkeit bevorzugt. Sie finden breite Anwendung in verschiedenen Bereichen wie der intelligenten LED-Beleuchtungsindustrie und der Industrie für leistungselektronische Geräte und spielen sogar eine wichtige Rolle in Trägerplatten für leistungselektronische Komponenten mit hoher Strombelastbarkeit und Wärmeableitung in der Automobilindustrie der neuen Energiefahrzeugindustrie IGBT-Module.
In jeder Branche müssen die Hersteller eine hohe Lötrate zwischen den Keramik- und Kupferschichten erreichen und Delaminationen oder Blasen bei der späteren Verwendung vermeiden. Das Vorhandensein von Blasen zwischen Kupfer und Keramik könnte zu Problemen bei der Festigkeit der Bindung an der Grenzfläche führen und möglicherweise Probleme wie thermische Ausfälle in Folgeprodukten verursachen. Am Beispiel von DBC-Keramiksubstraten nutzt der DBC-Direktbonding-Kupferprozess eine Hochtemperaturerwärmung zum VerbindenAluminiumoxid (Al₂O₃)und Kupferplatten (Cu). Obwohl es sich in der Branche um eine fortschrittliche Massenproduktionstechnologie handelt, sind an der Klebeschnittstelle zwangsläufig kleinere Blasen vorhanden. Die bei der späteren Verwendung entstehende Hitze kann dazu führen, dass sich diese Blasen ausdehnen und letztendlich zum Produktversagen führen. Daher ist die Fehlererkennung in Keramiksubstraten für große Hersteller zu einem immer wichtigeren Aspekt geworden.
In der Vergangenheit verließ sich die Branche häufig auf visuelle Inspektionen oder Prüfungen mechanischer Eigenschaften. Allerdings kann die manuelle Sichtprüfung gewisse Ungenauigkeiten aufweisen, die maschinelle Bildverarbeitungs-KI-Prüfung kann interne Hohlraumdefekte zwischen den Schichten nicht identifizieren und die Prüfung der mechanischen Eigenschaften umfasst zerstörende Prüfungen, die das Keramiksubstrat nach der Prüfung unbrauchbar machen.
Die Ultraschall-Rasterakustikmikroskopie (SAT) kombiniert hohe Präzision und zerstörungsfreie Prüfung und bietet eine hohe Empfindlichkeit gegenüber spaltbedingten Defekten wie Blasen und Hohlräumen in Keramiksubstraten. Es kann eine hochpräzise Ultraschallbildgebung der Verbindungsschnittstelle innerhalb von DBC-Keramiksubstraten durchführen.
Die SAT-Inspektion basiert auf den physikalischen Eigenschaften von Ultraschallwellen, ähnlich wie medizinische Ultraschalluntersuchungen oder die Sonarortung in U-Booten. Ultraschallwellen werden über ein bestimmtes Medium in das Innere des Keramiksubstrats übertragen. Wenn Ultraschallwellen auf Defekte wie Blasen, Risse und Delaminationen treffen, reflektieren sie spezifische Signale. Nach dem Sammeln dieser reflektierten Wellen wird eine computergestützte Bildverarbeitung durchgeführt, um Visualisierungen der inneren Bedingungen des Keramiksubstrats zu erstellen.
Die Bildgenauigkeit des UltraschallscansDie Verwendung von Mikroskop-Inspektionsgeräten hat ein Mikrometer-Niveau erreicht und gleichzeitig eine hohe Detektionseffizienz beibehalten. Zusätzlich erfolgt nach der Bilderzeugung eine automatische Berechnung der Fehlerbereiche und Hohlräume
Ein tatsächliches Bild der Inspektion von DBC-Keramiksubstraten mithilfe von Ultraschallwellen (weiße Bereiche weisen auf Hohlräume hin), was eine intuitive Lokalisierung der Defektbereiche ermöglicht.
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