揭秘：金属陶瓷胶黏剂封装工艺及可靠性分析
最近，小编接到客户咨询，询问关于金属陶瓷胶黏剂封装工艺及可靠性分析的相关内容，应使用什么设备进行测试？在现代电子封装领域，金属陶瓷功率管因其卓越的电气性能和热稳定性而广泛应用于各种高功率、高频率的电子设备中。然而，为了确保这些功率管能够在极端的工作条件下稳定运行，必须采用合适的封装工艺来保护其内部结构，同时保证其电气连接的可靠性。
胶黏剂封装作为一种有效的封装手段，其工艺参数的精确控制对于确保功率管的长期稳定性和可靠性至关重要。本文旨在深入探讨金属陶瓷功率管胶黏剂封装工艺中的关键工艺参数，通过温度循环和湿热实验等可靠性测试，对封装后的功率管进行验证，以密封性能和剪切强度作为量化指标来评估封装的可靠性。同时，本文还将详细讨论胶黏剂封装过程中可剪切强度测试具体方法和流程。
一、胶黏剂封装
在电子元器件的封装技术领域，存在多种封装方法，主要包括以下两大类：
（1）非填充型封装，例如中空金属外壳封装和陶瓷封装，这类封装适用于需要高导热性和高可靠性的应用场合。
（2）填充型封装，例如塑料封装，常见的DIP、QFP、QFN、BGA等器件都采用这种填充型塑料封装技术，其优势在于质量可靠、成本低廉、生产效率高，适合大规模制造。目前，功率管的一种封装方式是非填充型的金属陶瓷封装。
（3）这种封装技术使用金属外壳和陶瓷盖板，并通过胶黏剂将两种或多种同质或异质材料粘合在一起[2]以实现封装，封装体内不包含填充物[3-4]。其基本构造包括陶瓷盖板和金属外壳，通常在陶瓷盖板的装配边缘预先涂抹胶黏剂，然后与外壳装配并经过固化过程完成封装，如图1所示。陶瓷盖板通常选用氧化铝白色陶瓷，而金属外壳由引线框架和导热基座组成。
二、试验研究
实验用封装器件为表面镀金的铜金属基板（模拟管壳）、氧化铝陶瓷盖板，如图2所示，其中铜金属基板的结构尺寸为20 mm×10 mm×1 mm，氧化铝陶瓷盖板的结构尺寸为19.5 mm×9.6 mm×2.5 mm。
1、密封测试
使用国家军用标准GJB 360B—2009《电子及电气元件试验方法》中方法112条件D进行密封检测，对于电子器件，密封条件可以为产品内部的芯片提供良好的工作环境，避免受到外界环境或污染物影响；
2、剪切强度测试
剪切强度是保证器件结构完整性的最基本指标；
a 检测设备
1) Alpha-W260推拉力测试机
a、多功能焊接强测试仪是用于为微电子引线键合后引线焊接强度测试、焊点与基板表面粘接力测试及其失效分析领域的专用动态测试仪器，常见的测试有晶片推力、金球推力、金线拉力等，采用高速力值采集系统。
b、根据测试需要更换相对应的测试模组,系统自动识别模组量程。可以灵活得应用到不同产品的测试，每个工位独立设置安全高度位及安全限速，防止误操作对测试针头造成损坏。且具有测试动作迅速、准确、适用面广的特点。
c、适用于半导体IC封装测试、LED 封装测试、光电子器件封装测试、PCBA电子组装测试、汽车电子、航空航天、军工等等。亦可用于各种电子分析及研究单位失效分析领域以及各类院校教学和研究。
2）设备特点
三、试验流程
步骤一、设备准备
确保多功能推拉力测试机处于良好工作状态，以满足金属陶瓷胶黏剂封装的测试要求。
调整测试机的剪切高度至适合金属陶瓷封装样品的尺寸，通常设置为10微米。
设置推球速度为100微米/秒，以确保测试的准确性和重复性。
步骤二、样品制备
准备金属陶瓷胶黏剂封装样品，并确保其表面清洁无污染，以避免影响测试结果。
步骤三、测试装置
将金属陶瓷胶黏剂封装样品固定在测试机的夹具上，确保样品稳定且位置正确对准测试机的推球。
检查样品与测试机的接触情况，确保在测试过程中不会有任何位移。
步骤四、剪切力测试执行
启动测试机，让推球接触金属陶瓷胶黏剂封装样品，并按照设定的参数进行剪切力测试。
重复测试以确保数据的准确性和可靠性。
步骤五、数据记录与初步分析
记录剪切力测试结果，包括剪切力的大小和任何异常情况。
对测试数据进行初步分析，检查是否有异常值或需要重复测试的数据点。
步骤六、测试后处理
测试完成后，将金属陶瓷胶黏剂封装样品从测试机上取下，并进行适当的清洁和保养。
对测试机进行必要的维护，确保设备处于最佳状态，以备下次使用。
步骤七、数据分析
对收集到的剪切力数据进行详细分析，计算平均值、标准差等统计参数。
根据剪切力测试结果评估胶黏剂封装的粘接质量。
步骤八、结果评估与优化
根据剪切力测试结果，评估金属陶瓷胶黏剂封装的粘接强度。
确定是否需要对封装工艺参数进行调整，以优化封装质量。
以上就是小编介绍的有关于金属陶瓷胶黏剂封装工艺及可靠性分析的相关内容了，希望可以给大家带来帮助！如果您还想了解更多关于推拉力测试机怎么使用和校准，推拉力测试仪操作规范，焊接强度测试仪使用方法和键合拉力测试仪等问题，欢迎您关注我们，也可以给我们私信和留言，【科准测控】小编将持续为大家分享推拉力测试机在锂电池电阻、晶圆、硅晶片、IC半导体、BGA元件焊点、ALMP封装、微电子封装、LED封装、TO封装等领域应用中可能遇到的问题及解决方案。
