多层陶瓷封装印刷图形性能检测方法

摘要

本发明公开了一种多层陶瓷封装印刷图形性能检测方法，其方法步骤如下：根据产品印刷图形的特点和测试要求设计一系列PCM图形；建立PCM图形库、PCM测试程序库和PCM测试数据库；将PCM图形与印刷图形一起印刷到生瓷片上；调用PCM测试程序库中相应测试程序对PCM图形进行测试，保存测试数据；将测试数据与设计数据进行比对，合格品流入下道工序；不合格品予以剔除，防止大量不合格品的产生。本发明的有益效果如下：能够对印刷图形精度进行自动化测试，对其厚度进行规范化测试，提高了产品印刷图形的检测效率和准确性；对印刷机的状态进行测试，及时发现问题，进行调整，提高其印刷精度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层陶瓷封装印刷图形性能检测方法，适用于多层陶瓷封装印刷领域。

背景技术

1947年美国贝尔实验室诞生第一只晶体管，随即就产生了半导体器件的封装。60多年来半导体器件向高频、低噪声、大功率、小型化、高密度、高可靠及多功能发展，一代又一代的封装起着重要的支撑作用，因此封装和器件是相辅相承、缺一不可的关系。多层陶瓷封装作为一种封装形式在军用电子封装等高可靠领域有着广泛的应用。多层陶瓷封装工艺如下：填孔后的生瓷片流入印刷工艺，印刷机通过对冲孔孔位的识别进行对位，将图形印刷在生瓷片指定位置，每层具有特殊用途的印刷图形经过叠片层压，其中层与层之间通过互联通孔进行电气连接，形成具有一定功能的多层体。由于每层印刷图形中所包含的上下互联图形存在一一对应关系，因此如果印刷图形出现偏差，将导致互联关系错乱，进而导致封装器件失效，因此印刷图形的性能控制显得格外重要。另外，当前国内高端陶瓷外壳布线线宽、线间距正逐步向80μm甚至50μm迈进，随着线宽的减小，线条的导通电阻相应减小，如果印刷厚度得不到保证，将可能使整个封装外壳导通电阻超出设计要求，进而影响器件性能，因此印刷工艺控制显得格外重要。如何有效快速的检测整批产品印刷图形的性能是一个棘手问题。

目前对多层陶瓷封装印刷图形性能的检测一般采用下述方法：对每层印刷图形抽取一定数量的印刷片，分别测试其性能，如印刷图形精度和厚度等。由于不同产品印刷图形形状的不同，很难形成一个通用的方法，以至于效率低下；且发现问题总在出现问题之后，不能防患于未然。另外，由于印刷机的设备状态对印刷图形的对位精度有非常重要的影响，随着控制的不断精细化，每天进行印刷机设备状态的检验也变得愈加重要，形成简单有效而又能准确评估印刷机设备状态的方法变得非常迫切。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够对印刷图形的精度和厚度进行自动测量、对印刷机设备状态进行及时监控和调整的多层陶瓷封装印刷图形性能检测方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种多层陶瓷封装印刷图形性能检测方法，其方法步骤如下：

（1）根据多层陶瓷封装外壳产品印刷图形的特点和测试要求设计一系列PCM图形；

（2）建立PCM系统库，所述PCM系统库中包括PCM图形库、PCM测试程序库和PCM测试数据库；所述PCM图形库包括设计好的所有PCM图形；所述PCM测试程序库包括与所述每个PCM图形相对应的测试程序；所述PCM测试数据库包括对所述每个PCM图形进行测试的数据；

（3）将PCM图形与所述多层陶瓷封装外壳产品印刷图形一起印刷到生瓷片上；

（4）调用所述PCM测试程序库中相应的测试程序对所述生瓷片上的PCM图形进行测试，保存测试数据； 

（5）将所述测试数据与所述PCM测试数据库中的设计数据进行比对，当测试数据与设计数据的误差在允许范围内时，所述产品印刷图形合格，流入下道工序；当测试数据与设计数据的误差超出允许范围时，所述产品印刷图形不合格，将其剔除，并对印刷工艺进行调整，并将不合格现象及印刷工艺调整方法记入异常反馈表格；

（6）定期对所述PCM测试数据进行统计分析，采取措施对印刷工艺进行优化。

所述测试程序包括印刷图形精度测试模块、印刷图形厚度测试模块以及印刷机状态测试模块。

所述印刷图形精度测试模块的具体测试方法如下：（1）按照生瓷片上冲制的定位孔孔位建立坐标系；

（2）调用PCM测试程序库中的相应测试程序，采用精密测量仪对坐标系中的PCM图形进行测试，得出每个PCM图形的实际坐标值；

（3）将实际坐标值与PCM测试数据库中的相应设计坐标值进行比对，当实际坐标值与设计坐标值的偏差在允许的范围内时，印刷图形的精度符合设计要求，产品合格，流入下道工序；否则，产品不合格，予以剔除，并将异常测试数据记入异常反馈表格，并及时对产品印刷工艺进行调整。

所述印刷图形厚度测试模块的具体测试方法如下：（1）按照等间距、等长设计PCM图形为一个以上指定宽度的线条，所述PCM图形线条的线宽覆盖了印刷图形线条的线宽；

（2）采用膜厚测量仪对PCM图形的线宽进行测量，得出测量数据，当测量数据与测试数据库中设计值的误差在允许范围内时，产品合格，流入下道工序；否则，产品不合格，将异常测试数据记入异常反馈表格，并及时对产品印刷工艺进行调整。

所述印刷机状态测试模块的具体测试方法如下：（1）将包含定位图形，位置测试图形和线宽测试图形的PCM图形与印刷图形一起印刷到生瓷片上；所述其中定位图形是用来与生瓷片上定位孔进行定位识别的图形；所述位置测试图形是用来测试印刷图形与设计值位置偏差的图形；线宽测试图形是用来测试印刷图形线条线宽与设计值偏差的图形；

（2）将每个PCM图形按一定的间距排布成阵列，调用相应的测试程序依次对每个PCM图形进行测量；

（3）将测量坐标值与设计坐标值进行比对，当测量坐标值与设计坐标值的误差在允许的范围内时，印刷机状态良好；否则，印刷机状态出现偏差，及时对其进行调整。

所述精密测量仪的型号为QV-X40493N-C，所述膜厚测量仪的型号为VANTAGE50。

本发明的有益效果如下：

（1）由于多层陶瓷封装外壳产品每层设计了标准的PCM图形，能够对PCM图形精度进行自动测试，对其厚度进行规范化测试，可以快速、准确得出印刷图形的精度和厚度是否符合设计值，对于不合格的产品予以剔除，并通过分析，发现问题，及时调整印刷工艺，防止大量不合格品的产生。

（2）通过对PCM定位图形的测试能够获得印刷图形对工艺孔的对位精度，通过对PCM位置测试图形的测试能够获得印刷图形的位置精度，通过PCM线宽测试图形的测试能够获得印刷图形的形态数据。对这些数据进行分析，可及时发现印刷区域各不同位置的异常，进而反馈印刷机的设备状态，及时进行调整，使其印刷出的印刷图形的精度准确。

说明书附图

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明对印刷图形精度进行测试的PCM图形；

图2是本发明对印刷图形厚度进行测试的PCM图形；

图3是本发明对印刷机的设备状态进行测试的PCM图形；

其中，1、定位孔，2、PCM图形，3、定位图形，4、位置测试图形，5、线宽测试图形。

具体实施方式

实施例

（1）对多层陶瓷封装外壳产品印刷图形的精度进行测试的方法：

如图1所示，按照生瓷片上冲制的定位孔1的孔位建立坐标系，每个PCM图形2在PCM测试数据库中均有其相应的设计坐标值；然后调用PCM测试程序库中的相应测试程序，采用精密测量仪对坐标系中的PCM图形2进行测试，得出每个PCM图形2的实际坐标值；将实际坐标值与设计坐标值进行比对，当实际坐标值与设计坐标值的偏差在允许的范围内时，说明印刷图形的精度符合设计要求，产品合格，可以流入下道工序；否则，产品不合格，予以剔除，并将异常测试数据记入异常反馈表格，并及时对产品印刷工艺进行调整。

上述精密测量仪采用三丰公司生产的型号为QV-X40493N-C的精密测量仪。

（2）对多层陶瓷封装外壳产品印刷图形的厚度进行测试的方法：

如图2所示，按照等间距、等长设计PCM图形为宽度0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.8mm、1.6mm、3.2mm、6.4mm的线条，这些PCM图形线条的线宽覆盖了印刷图形线条的线宽，线条的宽度是线条厚度的一个影响因素，同时线条厚度还会受到印刷方向的影响，PCM图形在设计时充分考虑以上两点，采用横向和纵向两排PCM图形，印刷图形的线宽包含在了PCM图形的最大线宽和最小线宽之间，因此PCM图形线条的厚度能够反映印刷图形线条的厚度。

采用膜厚测量仪对PCM图形的线宽进行测量，将膜厚测量仪的激光束分两次按箭头方向横扫过PCM图形，得出测量数据，如果测量数据与测试数据库中的设计值误差在允许范围内，则产品合格，否则，产品不合格，将异常测试数据记入异常反馈表格，并及时对产品印刷工艺进行调整。

上述膜厚测量仪采用美国Cyberscan公司生产的型号为50的膜厚测量仪。

（3）对印刷机的设备状态进行测试的方法：

如图3所示的PCM图形包含了定位图形3、位置测试图形4和线宽测试图形5，其中定位图形3是用来与生瓷片上定位孔进行定位识别的图形；位置测试图形4是用来测试印刷图形与设计值位置偏差的图形；线宽测试图形5是用来测试印刷图形线条线宽与设计值偏差的图形。

首先将每个PCM图形单元按一定的间距排布成阵列，在指定坐标系下，每个PCM图形均有其设计坐标值；调用相应的测试程序依次对PCM图形单元中的每个PCM图形进行测量；将测量坐标值与设计坐标值进行比对，即可反映出生瓷片上全部PCM图形的偏差情况；对上述数据进行分析，可及时发现印刷区域各不同位置的异常，进而反馈印刷机状态。