Série de méthodes d'inspection : Essais SAT au microscope à balayage à ultrasons
Substrat céramique DBC (Direct Bond Copper)fait référence à un substrat métallisé formé lorsque le cuivre est directement fritté sur des céramiques d'oxyde d'aluminium ou de nitrure d'aluminium dans des conditions de température élevée. DBC recouvert de cuivresubstrats céramiquessont privilégiés par les utilisateurs en raison de leur excellente stabilité, de leur capacité de transport de courant élevée, de leur isolation électrique élevée et de leur conductivité thermique. Ils trouvent de nombreuses applications dans divers domaines tels que l'industrie de l'éclairage intelligent à LED, l'industrie des appareils électroniques de puissance, et jouent même un rôle important dans les plaques de support de composants électroniques de puissance avec une capacité de transport de courant élevée et une dissipation thermique dans le secteur automobile de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle. Modules IGBT.
Dans toutes les exigences de l'industrie, les fabricants sont tenus d'atteindre un taux de brasage élevé entre les couches de céramique et de cuivre et d'éviter le délaminage ou les bulles lors de l'utilisation ultérieure. La présence de bulles entre le cuivre et la céramique pourrait entraîner des problèmes de résistance de la liaison à l'interface, provoquant potentiellement des problèmes tels que des défaillances thermiques dans les produits ultérieurs. En prenant les substrats céramiques DBC comme exemple, le procédé de cuivre à liaison directe DBC utilise un chauffage à haute température pour combineroxyde d'aluminium (Al₂O₃)et plaques de cuivre (Cu). Bien qu'il s'agisse d'une technologie de production de masse avancée dans l'industrie, des bulles mineures sur l'interface de liaison sont inévitablement présentes. La chaleur générée lors d'une utilisation ultérieure peut provoquer l'expansion de ces bulles, entraînant finalement une défaillance du produit. Par conséquent, la détection de défauts dans les substrats céramiques est devenue un aspect de plus en plus important pour les grands fabricants.
Dans le passé, l'industrie s'appuyait souvent sur l'inspection visuelle ou les tests de propriétés mécaniques. Cependant, l'inspection visuelle manuelle peut présenter certaines inexactitudes, l'inspection par IA par vision artificielle ne peut pas identifier les défauts de vide intercouche interne et les tests de propriétés mécaniques impliquent des tests destructifs, rendant le substrat céramique inutilisable après les tests.
La microscopie acoustique à balayage ultrasonique (SAT) combine une haute précision et des tests non destructifs, offrant une sensibilité élevée aux défauts liés aux espaces tels que les bulles et les vides dans les substrats en céramique. Il peut effectuer une imagerie par balayage ultrasonore de haute précision de l'interface de liaison dans les substrats céramiques DBC.
L'inspection SAT est basée sur les propriétés physiques des ondes ultrasonores, similaires aux examens médicaux par ultrasons ou à la détection par sonar dans les sous-marins. Les ondes ultrasonores sont transmises à l'intérieur du substrat céramique à travers un certain milieu. Lorsque les ondes ultrasonores rencontrent des défauts tels que des bulles, des fissures et un délaminage, elles reflètent des signaux spécifiques. Après avoir collecté ces ondes réfléchies, un traitement d'image informatisé est effectué pour produire des visualisations des conditions intérieures du substrat céramique.
La précision de l'image du scann ultrasoniqueL'équipement d'inspection au microscope a atteint un niveau micronique tout en maintenant une efficacité de détection élevée. De plus, après avoir généré des images, des calculs automatiques des zones de défauts et des vides
Une image réelle de l'inspection du substrat céramique DBC à l'aide d'ondes ultrasonores (les zones blanches indiquent des vides), permettant une localisation intuitive des zones de défauts.
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