Keramické substráty sú kritickým materiálom vo vysokovýkonných elektronických obaloch, ktoré priamo ovplyvňujú tepelné riadenie zariadenia, elektrickú stabilitu a celkovú spoľahlivosť. V sektoroch, ako sú nové energetické vozidlá, 5G komunikácia, výkonová elektronika a polovodičové osvetlenie, sa keramické substráty s priamym spájaním medi (DBC) stali materiálom pre IGBT moduly a iné vysokovýkonné balíky vďaka ich vynikajúcej tepelnej vodivosti, odolnosti voči vysokým teplotám, elektrickej izolácii a mechanickej pevnosti.
Výzvy kvality výroby pre keramické substráty
Počas výroby a montáže keramické substráty často trpia defektmi, ako je nedostatočné vyplnenie, studené spájkované spoje, dutiny, vyčerpanie medi a povrchové škrabance. Keďže úrovne integrácie stúpajú a štruktúry balíkov sú čoraz zložitejšie, zisťovanie týchto defektov je čoraz ťažšie. Tradičné röntgenové nedeštruktívne testovanie môže rýchlo skrínovať priechody a spájkované spoje, ale dvojrozmerné zobrazovanie často trpí prekrývaním obrazu a slepými miestami pri kontrole viacvrstvových alebo vysoko presných obalov. Priemyselné údaje naznačujú, že takéto nezistené chyby môžu znížiť výťažnosť balenia o 15 – 20 %, čo vedie k značným finančným stratám. Zavedenie vysoko presného, inteligentného automatického kontrolného zariadenia je preto nevyhnutné na zlepšenie výnosu a spoľahlivosti produktu.
Prelomový systém detekcie defektov PTC DBC
Na riešenie týchto problémov vyvinula spoločnosť PTC defekt DBC automatické kontrolné zariadenie špeciálne navrhnuté na identifikáciu bežných aj jemných defektov keramických substrátov počas procesu balenia. Tento systém, ktorý sa široko používa vo výrobných linkách výkonových polovodičov, nových energetických vozidiel a optoelektronických zariadení, efektívne zisťuje problémy, ako sú medené dutiny, vzduchové bubliny, zvyšková meď, škrabance, nesprávne zarovnané rezy, zlé pokovovanie, chyby spájkovacej masky a oxidácia – vďaka čomu je životne dôležitým nástrojom pre špičkovú kontrolu kvality keramických obalov.
Zariadenie DBC spoločnosti PTC je vybavené vysokorýchlostnou kamerou s riadkovým skenovaním spárovanou s objektívom s vysokým rozlíšením na dosiahnutie presného zobrazenia a rýchlej kontroly. Platforma s presným pohybom zaisťuje stabilitu obrazu, zatiaľ čo optický systém s viacerými stanicami výrazne znižuje mieru zmeškania. Zariadenie podporuje inline overovanie aj režimy opätovnej kontroly pracovnej stanice, čím sa výrazne zvyšuje účinnosť potvrdenia defektov. Jeho integrovaný softvér poskytuje komplexnú sledovateľnosť údajov a automatizované generovanie správ, aby splnil prísne požiadavky na kontrolu procesov a sledovateľnosť.
Keďže polovodičové materiály tretej generácie, ako sú GaN, SiC a AlN, poháňajú keramické substráty smerom k vyššiemu výkonu a väčšej integrácii, požiadavky na detekciu defektov sú čoraz náročnejšie. Zariadenia na automatickú kontrolu defektov DBC od PTC nielenže prekonávajú výzvy moderného balenia v oblasti monitorovania kvality, ale tiež zohrávajú nenahraditeľnú úlohu pri zabezpečovaní konzistencie a spoľahlivosti produktu – čo z neho robí základný kameň pre inteligentný a vysokokvalitný vývoj v priemysle keramických substrátov.
