由于陶瓷材料具有強度高、絕緣性好、導熱和耐熱性能優良、熱膨脹系數小、化學穩定性好等優點，非常適合作為功率半導體器件封裝用基板材料。市面上常見的功率半導體器件封裝陶瓷基板有直接覆銅（direct bonding copper，DBC）陶瓷基板和活性金屬釬焊（active metal brazing，AMB）陶瓷基板等。
陶瓷基板在制造過程中可能會產生各種缺陷，如分層、裂紋和空洞等。這些缺陷可能嚴重影響電子器件的性能和可靠性。因此，準確檢測這些缺陷對于確保產品質量至關重要。超聲波掃描技術作為一種非破壞性檢測方法，能夠有效地識別和評估陶瓷基板內部的缺陷。艾邦建有陶瓷基板產業群，歡迎上下游企業加入微信群，長按識別二維碼即可加入。
1、超聲波掃描檢測技術原理
超聲波掃描顯微鏡檢測，也就是俗稱的超聲SAT檢測技術，也稱為水浸式超聲波斷層掃描成像技術，是一種對分層等面積型缺陷相當敏感的無損檢測手段。
圖 超聲顯微成像(AM)和X射線成像技術的差別
超聲波檢測是基于超聲波在被測物體或材料中傳播特性的無損檢測技術。當超聲波穿過不同材料界面時，會產生反射、折射和衰減等現象。通過分析這些現象，可以獲得材料內部結構的信息。具體來說，超聲波掃描顯微鏡利用超聲探頭的換能器將超聲波以脈沖的方式傳送到樣品內部，由于超聲波在不同材料結合界面會發生反射，形成不同強度的回波，所以一旦存在分層等缺陷，就會產生有明顯區別的回波，接收探頭收集回波信號后，通過計算機處理，生成材料內部的圖像，從而實現對缺陷的檢測和定位。
2、DBC/AMB基板的超聲波掃描檢測
在DBC/AMB基板的制造過程中，常見的缺陷包括分層、裂紋、空洞、氣泡等。以DBC陶瓷基板為例，DBC直接鍵合銅工藝是利用高溫加熱將陶瓷基板（氧化鋁、氮化鋁）和銅（Cu）板相結合。由于DBC基板的銅層和陶瓷層材料之間的熱膨脹系數失配，在制造過程、回流工藝過程以及模塊應用過程中DBC基板將遭受熱應力而造成熱疲勞失效，主要的失效模式為金屬和陶瓷發生脫層以及陶瓷層斷裂。銅和陶瓷的結合面也不可避免地會出現微小的氣泡，在后續使用過程中產生的熱量會導致氣泡進一步擴大，最終導致產品失效。
圖 DBC、AMB掃描結果圖，來源：上海驕成
超聲波檢測主要用于檢測產品內部的空洞、裂紋、分層、氣泡、夾雜、焊接不良、電鍍空穴等缺陷，可以檢測出產品內部缺陷處界面的二維圖像，并以圖形的方式直觀展示，類似給工件做“B超”。通過合理選擇掃描模式和優化檢測參數，可以有效識別和評估陶瓷基板內部的各種缺陷，提高產品的質量和可靠性。
圖 超聲掃描檢測應用，來源：Nordson
超聲波掃描檢測檢測精準、缺陷分辨力高、成像直觀、缺陷敏感度高、檢測材料范圍廣，支持分層掃描、斷層掃描，可對缺陷進行定性定量分析，如缺陷面積、占比等，不會損害待測基板，適合大批量生產環境下的質量控制，在DBC/AMB基板的質量檢測中具有獨特的優勢。此外，還被廣泛應用于半導體器件及封裝、陶瓷覆銅板、IGBT功率模組、MLCC陶瓷電容器、半導體制冷片（TEC）等檢測。
3、超聲波檢測設備供應商
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蘇州廣林達電子科技有限公司 -
津上智造智能科技江蘇有限公司 -
蘇州精創光學儀器有限公司 -
上海驕成超聲波技術股份有限公司 -
廣州多浦樂電子科技股份有限公司 -
科視達(中國)有限公司 -
和伍智造營（上海）科技發展有限公司 -
德國Pvatepla
……歡迎補充
8月28-30日，廣林達、津上智造、精創光學、上海驕成等陶瓷基板超聲波檢測設備商將參加艾邦第六屆精密陶瓷暨功率半導體產業鏈展覽會，同期還將舉辦《功率半導體器件產業論壇》，津上智造將做《超聲波掃描顯微鏡在功率器件封裝領域的應用技術》的主題報告分享，地址：深圳國際會展中心7號館，歡迎各位行業朋友蒞臨參觀交流。展位預定聯系：龍小姐：18318676293（同微信）。
推薦展會：第六屆精密陶瓷暨功率半導體產業鏈展覽會
同期舉辦：熱管理材料展
一、精密陶瓷產業鏈：
1、陶瓷器件及材料：MLCC、LTCC、HTCC、微波介質陶瓷、壓電陶瓷、鈦酸鋇、碳酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、玻璃粉、氮化鋁、LTCC介質陶瓷粉體、稀土氧化物、生瓷帶等；
2、精密陶瓷：氧化鋯、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化釔、結構陶瓷、高溫陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷軸承、陶瓷球、半導體陶瓷（搬運臂、陶瓷劈刀、靜電卡盤、蝕刻環……）、3D打印陶瓷、燃料電池（SOFC）隔膜片、穿戴陶瓷、光纖陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。
3、陶瓷基板及封裝外殼：陶瓷封裝外殼、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜電路板、厚膜電路板、陶瓷封裝基座、熱沉、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹、莫來石粉體及基板等；
4、金屬材料：銀粉、金粉、銅粉、鎳粉、焊料（焊片、焊膏）、MLCC用內/外電極漿料、LTCC銀漿、金漿、鎢鉬漿料、銅漿、靶材、無氧銅帶、可伐合金、金屬沖壓件等；
5、助劑：陶瓷和導電漿料用分散劑、黏合劑、增塑劑、絮凝劑、礦化劑、消泡劑、潤滑劑、燒結助劑等；
6、設備：
陶瓷加工設備：砂磨機、球磨機、真空脫泡機、三輥機、噴霧造粒機、干壓機、流延機、注塑機、3D打印機、模具、干燥設備、研磨機、精雕機、裁片機、激光設備、打孔機、填孔機、絲網印刷機、疊層機、層壓機、等靜壓機、熱切機、整平機、排膠爐、燒結爐、釬焊設備、電鍍設備、化學鍍、噴銀機、浸銀機、端銀機、真空鍍膜設備、顯影設備、去膜設備、蝕刻機、濕制程設備、等離子清洗、超聲波清洗、自動化設備、剝離強度測試儀、AOI檢測設備、打標機；
封裝測試設備：貼片機、引線鍵合機、封蓋機、平行縫焊封帽、切筋機、釬焊設備、激光調阻機、網絡分析儀、熱循環測試設備、測厚儀、氦氣檢漏儀、老化設備、外觀檢測、超聲波掃描顯微鏡、X-光檢測、激光打標、分選設備、測包編帶機等；
7、耗材：離型膜、載帶（塑料和紙質）、耐火材料、承燒板/匣缽（氧化鋁、剛玉莫來石、氮化硼等）、承燒網、發泡膠、研磨耗材（金剛石微粉、研磨液）、精密網版、清洗劑、電鍍藥水等。
二、熱管理產業鏈：
1、熱管理材料：氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、石墨烯、石墨、碳納米管、空心玻璃微珠、導熱粉體、散熱基板、熱沉（鎢銅、鉬銅、氮化鋁、金剛石等）、鋁碳化硅AlSiC、相變材料、導熱凝膠、導熱界面材料、導熱墊片、導熱膠帶、灌封膠、熱管/均熱板；
2、散熱器件：半導體制冷片（TEC）、IGBT散熱器（銅、鋁）、大功率晶體管散熱器、通信基站散熱殼體、液態金屬散熱器、插針式散熱器等;
3、設備：壓延機、涂布機、分條機、模切機、復卷機、切片機，CNC設備、壓鑄/沖壓設備、熱分析儀器、激光導熱儀、導熱系數儀、強度試驗機、檢測設備、自動化等。
三、功率半導體器件封裝產業鏈：
1、材料：碳化硅，陶瓷襯板（DBC、AMB）、封裝管殼、鍵合絲、散熱基板（銅、鋁碳化硅AlSiC）、導熱硅凝膠、環氧灌封膠、焊料（預制焊片）、銀膜/銀膏、散熱器（銅、鋁）、功率引出端子（銅端子）、外殼（工程塑料PPS、PBT、高溫尼龍）、清洗劑等；
2、設備及配件：真空焊接爐、貼片機、固晶機、引線鍵合機、X-ray、推拉力測試機、等離子清洗設備、點膠機、絲網印刷機、超聲波掃描設備、動靜態測試機、點/灌膠機、銀燒結設備、垂直固化爐、甲酸真空共晶爐、自動封蓋設備、高速插針機、彎折設備、超聲波焊接機、視覺檢測設備、推拉力測試機、高低溫沖擊設備、功率循環測試設備、打標機、檢驗平臺、治具等；
原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：超聲波掃描檢測技術在DBC/AMB陶瓷基板的應用
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