Serie de métodos de inspección: prueba SAT de microscopio ultrasónico de barrido
Sustrato cerámico DBC (Direct Bond Copper)se refiere a un sustrato metalizado formado cuando el cobre se sinteriza directamente sobre cerámica de óxido de aluminio o nitruro de aluminio en condiciones de alta temperatura. DBC cubierto de cobresustratos cerámicosson los preferidos por los usuarios debido a su excelente estabilidad, alta capacidad de transporte de corriente, alto aislamiento eléctrico y conductividad térmica. Encuentran amplias aplicaciones en diversos campos, como la industria de iluminación inteligente LED, la industria de dispositivos electrónicos de potencia e incluso desempeñan un papel importante en las placas portadoras de componentes electrónicos de potencia con alta capacidad de conducción de corriente y disipación de calor en la industria de vehículos de nueva energía de grado automotriz. Módulos IGBT.
En las demandas de cualquier industria, los fabricantes deben lograr una alta tasa de soldadura fuerte entre las capas de cerámica y cobre y evitar la delaminación o las burbujas durante el uso posterior. La presencia de burbujas entre el cobre y la cerámica podría generar problemas en la resistencia de la unión en la interfaz, lo que podría causar problemas como fallas térmicas en productos posteriores. Tomando los sustratos cerámicos DBC como ejemplo, el proceso de cobre de unión directa DBC utiliza calentamiento a alta temperatura para combinaróxido de aluminio (Al₂O₃)y placas de cobre (Cu). A pesar de ser una tecnología de producción en masa avanzada en la industria, inevitablemente se presentan pequeñas burbujas en la interfaz de unión. El calor generado durante el uso posterior puede hacer que estas burbujas se expandan, lo que en última instancia provocará la falla del producto. Por lo tanto, la detección de defectos en sustratos cerámicos se ha convertido en un aspecto cada vez más importante para los principales fabricantes.
En el pasado, la industria a menudo dependía de la inspección visual o las pruebas de propiedades mecánicas. Sin embargo, la inspección visual manual puede tener ciertas imprecisiones, la inspección por IA de visión artificial no puede identificar los defectos internos vacíos de la capa intermedia, y las pruebas de propiedades mecánicas implican pruebas destructivas, lo que hace que el sustrato de cerámica quede inutilizable después de la prueba.
La microscopía acústica de barrido ultrasónico (SAT) combina pruebas de alta precisión y no destructivas, lo que ofrece una alta sensibilidad a los defectos relacionados con los espacios, como burbujas y huecos dentro de los sustratos cerámicos. Puede realizar imágenes de escaneo de ultrasonido de alta precisión de la interfaz de unión dentro de los sustratos de cerámica DBC.
La inspección SAT se basa en las propiedades físicas de las ondas ultrasónicas, similar a los exámenes médicos de ultrasonido o la detección de sonar en submarinos. Las ondas ultrasónicas se transmiten al interior del sustrato cerámico a través de un determinado medio. Cuando las ondas ultrasónicas encuentran defectos como burbujas, grietas y delaminación, reflejan señales específicas. Después de recolectar estas ondas reflejadas, se realiza un procesamiento de imágenes computarizado para producir visualizaciones de las condiciones interiores del sustrato cerámico.
La precisión de la imagen del escaneo ultrasónico.El equipo de inspección microscópica ha alcanzado un nivel de micras manteniendo una alta eficiencia de detección. Además, después de generar imágenes, cálculos automáticos de áreas defectuosas y vacíos
Una imagen real de la inspección del sustrato cerámico DBC utilizando ondas ultrasónicas (las áreas blancas indican vacíos), lo que permite una localización intuitiva de las áreas defectuosas.
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