由于陶瓷材料具有强度高、绝缘性好、导热和耐热性能优良、热膨胀系数小、化学稳定性好等优点，非常适合作为功率半导体器件封装用基板材料。市面上常见的功率半导体器件封装陶瓷基板有直接覆铜（direct bonding copper，DBC）陶瓷基板和活性金属钎焊（active metal brazing，AMB）陶瓷基板等。
陶瓷基板在制造过程中可能会产生各种缺陷，如分层、裂纹和空洞等。这些缺陷可能严重影响电子器件的性能和可靠性。因此，准确检测这些缺陷对于确保产品质量至关重要。超声波扫描技术作为一种非破坏性检测方法，能够有效地识别和评估陶瓷基板内部的缺陷。艾邦建有陶瓷基板产业群，欢迎上下游企业加入微信群，长按识别二维码即可加入。
1、超声波扫描检测技术原理
超声波扫描显微镜检测，也就是俗称的超声SAT检测技术，也称为水浸式超声波断层扫描成像技术，是一种对分层等面积型缺陷相当敏感的无损检测手段。
图 超声显微成像(AM)和X射线成像技术的差别
超声波检测是基于超声波在被测物体或材料中传播特性的无损检测技术。当超声波穿过不同材料界面时，会产生反射、折射和衰减等现象。通过分析这些现象，可以获得材料内部结构的信息。具体来说，超声波扫描显微镜利用超声探头的换能器将超声波以脉冲的方式传送到样品内部，由于超声波在不同材料结合界面会发生反射，形成不同强度的回波，所以一旦存在分层等缺陷，就会产生有明显区别的回波，接收探头收集回波信号后，通过计算机处理，生成材料内部的图像，从而实现对缺陷的检测和定位。
2、DBC/AMB基板的超声波扫描检测
在DBC/AMB基板的制造过程中，常见的缺陷包括分层、裂纹、空洞、气泡等。以DBC陶瓷基板为例，DBC直接键合铜工艺是利用高温加热将陶瓷基板（氧化铝、氮化铝）和铜（Cu）板相结合。由于DBC基板的铜层和陶瓷层材料之间的热膨胀系数失配，在制造过程、回流工艺过程以及模块应用过程中DBC基板将遭受热应力而造成热疲劳失效，主要的失效模式为金属和陶瓷发生脱层以及陶瓷层断裂。铜和陶瓷的结合面也不可避免地会出现微小的气泡，在后续使用过程中产生的热量会导致气泡进一步扩大，最终导致产品失效。
图 DBC、AMB扫描结果图，来源：上海骄成
超声波检测主要用于检测产品内部的空洞、裂纹、分层、气泡、夹杂、焊接不良、电镀空穴等缺陷，可以检测出产品内部缺陷处界面的二维图像，并以图形的方式直观展示，类似给工件做“B超”。通过合理选择扫描模式和优化检测参数，可以有效识别和评估陶瓷基板内部的各种缺陷，提高产品的质量和可靠性。
图 超声扫描检测应用，来源：Nordson
超声波扫描检测检测精准、缺陷分辨力高、成像直观、缺陷敏感度高、检测材料范围广，支持分层扫描、断层扫描，可对缺陷进行定性定量分析，如缺陷面积、占比等，不会损害待测基板，适合大批量生产环境下的质量控制，在DBC/AMB基板的质量检测中具有独特的优势。此外，还被广泛应用于半导体器件及封装、陶瓷覆铜板、IGBT功率模组、MLCC陶瓷电容器、半导体制冷片（TEC）等检测。
3、超声波检测设备供应商
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苏州广林达电子科技有限公司 -
津上智造智能科技江苏有限公司 -
苏州精创光学仪器有限公司 -
上海骄成超声波技术股份有限公司 -
广州多浦乐电子科技股份有限公司 -
科视达(中国)有限公司 -
和伍智造营（上海）科技发展有限公司 -
德国Pvatepla
……欢迎补充
8月28-30日，广林达、津上智造、精创光学、上海骄成等陶瓷基板超声波检测设备商将参加艾邦第六届精密陶瓷暨功率半导体产业链展览会，同期还将举办《功率半导体器件产业论坛》，津上智造将做《超声波扫描显微镜在功率器件封装领域的应用技术》的主题报告分享，地址：深圳国际会展中心7号馆，欢迎各位行业朋友莅临参观交流。展位预定联系：龙小姐：18318676293（同微信）。
推荐展会：第六届精密陶瓷暨功率半导体产业链展览会
同期举办：热管理材料展
一、精密陶瓷产业链：
1、陶瓷器件及材料：MLCC、LTCC、HTCC、微波介质陶瓷、压电陶瓷、钛酸钡、碳酸钡、氧化钛、氧化铝、氧化锆、玻璃粉、氮化铝、LTCC介质陶瓷粉体、稀土氧化物、生瓷带等；
2、精密陶瓷：氧化锆、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化钇、结构陶瓷、高温陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷轴承、陶瓷球、半导体陶瓷（搬运臂、陶瓷劈刀、静电卡盘、蚀刻环……）、3D打印陶瓷、燃料电池（SOFC）隔膜片、穿戴陶瓷、光纤陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。
3、陶瓷基板及封装外壳：陶瓷封装外壳、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜电路板、厚膜电路板、陶瓷封装基座、热沉、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铍、莫来石粉体及基板等；
4、金属材料：银粉、金粉、铜粉、镍粉、焊料（焊片、焊膏）、MLCC用内/外电极浆料、LTCC银浆、金浆、钨钼浆料、铜浆、靶材、无氧铜带、可伐合金、金属冲压件等；
5、助剂：陶瓷和导电浆料用分散剂、黏合剂、增塑剂、絮凝剂、矿化剂、消泡剂、润滑剂、烧结助剂等；
6、设备：
陶瓷加工设备：砂磨机、球磨机、真空脱泡机、三辊机、喷雾造粒机、干压机、流延机、注塑机、3D打印机、模具、干燥设备、研磨机、精雕机、裁片机、激光设备、打孔机、填孔机、丝网印刷机、叠层机、层压机、等静压机、热切机、整平机、排胶炉、烧结炉、钎焊设备、电镀设备、化学镀、喷银机、浸银机、端银机、真空镀膜设备、显影设备、去膜设备、蚀刻机、湿制程设备、等离子清洗、超声波清洗、自动化设备、剥离强度测试仪、AOI检测设备、打标机；
封装测试设备：贴片机、引线键合机、封盖机、平行缝焊封帽、切筋机、钎焊设备、激光调阻机、网络分析仪、热循环测试设备、测厚仪、氦气检漏仪、老化设备、外观检测、超声波扫描显微镜、X-光检测、激光打标、分选设备、测包编带机等；
7、耗材：离型膜、载带（塑料和纸质）、耐火材料、承烧板/匣钵（氧化铝、刚玉莫来石、氮化硼等）、承烧网、发泡胶、研磨耗材（金刚石微粉、研磨液）、精密网版、清洗剂、电镀药水等。
二、热管理产业链：
1、热管理材料：氧化铝、氮化铝、氮化硼、石墨烯、石墨、碳纳米管、空心玻璃微珠、导热粉体、散热基板、热沉（钨铜、钼铜、氮化铝、金刚石等）、铝碳化硅AlSiC、相变材料、导热凝胶、导热界面材料、导热垫片、导热胶带、灌封胶、热管/均热板；
2、散热器件：半导体制冷片（TEC）、IGBT散热器（铜、铝）、大功率晶体管散热器、通信基站散热壳体、液态金属散热器、插针式散热器等;
3、设备：压延机、涂布机、分条机、模切机、复卷机、切片机，CNC设备、压铸/冲压设备、热分析仪器、激光导热仪、导热系数仪、强度试验机、检测设备、自动化等。
三、功率半导体器件封装产业链：
1、材料：碳化硅，陶瓷衬板（DBC、AMB）、封装管壳、键合丝、散热基板（铜、铝碳化硅AlSiC）、导热硅凝胶、环氧灌封胶、焊料（预制焊片）、银膜/银膏、散热器（铜、铝）、功率引出端子（铜端子）、外壳（工程塑料PPS、PBT、高温尼龙）、清洗剂等；
2、设备及配件：真空焊接炉、贴片机、固晶机、引线键合机、X-ray、推拉力测试机、等离子清洗设备、点胶机、丝网印刷机、超声波扫描设备、动静态测试机、点/灌胶机、银烧结设备、垂直固化炉、甲酸真空共晶炉、自动封盖设备、高速插针机、弯折设备、超声波焊接机、视觉检测设备、推拉力测试机、高低温冲击设备、功率循环测试设备、打标机、检验平台、治具等；
原文始发于微信公众号（艾邦陶瓷展）：超声波扫描检测技术在DBC/AMB陶瓷基板的应用
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