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微量划线的“热传导-残留量”实测
点击次数:13 更新时间:2025-12-22
  在微电子封装、精密器件制造等领域,微量划线技术凭借加工精度高、损伤小的优势,成为材料微纳加工的核心工艺。划线过程中,激光或机械能量产生的热传导会影响材料性能,而加工后残留量则直接关乎产品良率。“热传导-残留量”实测通过量化分析二者关联特性,为优化划线参数、提升加工质量提供关键数据支撑,是微量划线工艺优化的核心环节。其实测核心逻辑是“精准控参-同步采集-关联分析”,确保数据的真实性与指导性。
  实测准备:搭建精准可控的测试体系。首先需明确测试对象,选取半导体硅片、陶瓷基板等典型精密材料作为试样,按实际生产规格切割为标准尺寸(如50mm×50mm),并进行表面清洁处理,去除油污、杂质避免干扰残留量检测。测试设备选用高精度微量划线平台,搭配激光功率计、红外热像仪、白光干涉仪等核心仪器——激光功率计用于精准控制划线能量输入,红外热像仪(测温精度±0.1℃)实时捕捉热传导分布,白光干涉仪(分辨率0.1nm)用于检测残留量。同时搭建恒温恒湿测试环境(温度25±2℃,湿度50±5%RH),规避环境因素对热传导和残留量的影响。
  实测流程:分阶段同步采集核心数据。第一步参数设定,选取不同划线功率(5-20W)、扫描速度(100-500mm/s)作为变量组,每组参数重复测试3次确保数据可靠性。第二步热传导采集,启动划线设备后,红外热像仪以100帧/s的频率采集划线区域及周边的温度场变化,记录最高温升、热影响区范围等关键数据,重点监测热传导沿材料深度和广度的扩散规律。第三步残留量采集,划线完成后,采用白光干涉仪扫描划线沟槽区域,测量沟槽底部残留厚度、侧壁残留附着量,同时通过光学显微镜观察残留形态。第四步空白对照,在相同试样的非划线区域进行同步检测,排除材料本身缺陷对测试结果的干扰。
 

 

  数据解读:建立热传导与残留量的关联模型。通过数据分析发现,热传导与残留量存在显著关联:当划线功率提升时,热影响区范围扩大,材料熔融程度增加,残留量呈上升趋势——如功率从5W升至20W时,硅片划线残留量从0.5μm增至3.2μm;而扫描速度提升则会缩短能量作用时间,热传导减弱,残留量随之降低。同时,热传导不均匀易导致局部残留堆积,形成应力集中点。基于此可建立量化关联模型,明确不同材料在目标残留量(如≤1μm)下的较优划线参数,例如陶瓷基板较优参数为功率8W、扫描速度300mm/s,此时热影响区控制在0.2mm以内,残留量仅0.8μm。
  实测价值:助力工艺优化与质量管控。“热传导-残留量”实测可精准定位划线工艺的关键参数阈值,避免因热传导过大导致材料性能退化,或因残留量超标引发后续装配、封装故障。某微电子企业应用该实测方法后,优化了芯片封装划线工艺,产品不良率从3.5%降至0.8%,同时减少了能量消耗。此外,实测数据可作为质量管控标准,用于生产线的工艺一致性检测,确保批量生产的产品质量稳定,为精密制造领域的微量划线技术应用提供可靠保障。