[发明专利]氧化铝HTCC金属化方阻和过孔阻值的测试方法

说明书

本发明属于电子封装技术领域，提供了一种氧化铝HTCC金属化方阻和过孔阻值的测试方法，包括如下步骤：S1、基于六英寸或八英寸氧化铝HTCC基板工艺设计出标样版图；S2、按照标准的氧化铝HTCC基板工艺加工制作出待测标样；S3、采用开尔文法依次测量标样中的待测电阻并记录阻值；S4、根据S1建立的待测电阻表达式和S3获得的测试数据，建立方程组联立求解；通过消除相同的“子电阻要素”可求解得到金属化方阻和过孔阻值。本发明在标样设计中全面考虑HTCC工艺中印刷线条的宽度、厚度和方向等因素对金属化方阻的影响，并通过大样本测量数据降低测试误差和系统误差，建立起待测参数的统计规律。

技术领域

本发明涉及电子封装技术领域，尤其涉及氧化铝HTCC金属化方阻和过孔阻值的测试方法。

背景技术

氧化铝高温共烧多层陶瓷(被广泛应用于微波、无线通讯、宇航、兵器、电力电子等行业中。典型应用案例如光通讯行业中的光收发模块、雷达和无线通讯中的微波功率放大器外壳、微波收发组件的基板、电力电子用二极管、MOS管和光耦外壳等。采用氧化铝HTCC(HTCC是High-temperature co-fired ceramics的缩写，意思为高温共烧陶瓷。)技术制作的基板或封装外壳为上述电子器件或模块提供机械支撑、电气互连、环境保护及散热通道的作用。

氧化铝HTCC基板是以氧化铝作为介质层，以高熔点金属如钨或钼锰作为金属化导体材料的三维电路布线技术。在生瓷加工阶段，采用打孔、填孔和印刷工艺在单张氧化铝生瓷带上制作出钨的金属化图形和金属化过孔，然后将多层生瓷带叠片层压起来从而构成具有一定互连关系的三维布线结构。生瓷叠片经过1550℃以上的高温烧结形成质地坚固稳定的熟瓷件。熟瓷件经镀镍、钎焊和镀镍镀金等后道工艺的进一步加工制作成所需的基板或外壳产品。钨作为金属化材料与陶瓷同步烧结，高温共烧也因此得名。熟瓷件表面也可再次印刷钨或钼锰金属化浆料经过“后烧”形成金属化。

氧化铝HTCC基板中的钨或钼锰金属化图形的作用主要有两个。一是传输电信号，二是作为过渡层实现与金属零件的焊接。当作为第一个功能使用时，希望其具有较低的电阻率。因此，在基于氧化铝HTCC技术做相关产品设计，如高压大电流的电力电子器件外壳的设计，或复杂布线的混合电路模块基板产品设计时，金属化方阻和过孔阻值通常是产品电参数设计的主要依据。

根据相关公司如Kyocera、NTK、Adtech等发布的设计规则以及有关金属化的文献资料，氧化铝HTCC基板表面镀金后的金属化方阻约为5mΩ/□-7mΩ/□；无镀层或内埋金属化方阻约为10mΩ/□-20mΩ/□；单层金属化过孔(如直径0.25mm,厚度0.25mm)的电阻约为3mΩ-6mΩ。由此可见，金属化方阻和过孔电阻属于低阻值范围，对测量的要求较高，常规双线直流电阻测量方法容易引入较大的测量误差，甚至无法准确测量。即使采用开尔文测量方法，测量结果也存在较大的波动。这是因为氧化铝HTCC基板属于印刷工艺制作的厚膜电路，金属化方阻的大小受多个工艺因素影响，包括：印刷丝网感光胶的厚度、印刷线条的宽度、印刷线条的方向，以及金属化浆料的固含量和黏度等，除此以外，HTCC的其他工艺参数如生瓷带厚度、生瓷收缩率、层压压力和烧结参数等都对金属化状态产生一定的影响。

无论对于新产品的电参数设计，还是对于HTCC工艺稳定性的评估及金属化浆料配方的研究等工作，都需要获得金属化方阻和金属化过孔的准确数值。目前，关于氧化铝高温共烧陶瓷金属化方阻和过孔阻值测量方法的相关论文和专利较少。需要研究制定出一套准确、高效和高精度的测量方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种氧化铝HTCC金属化方阻和过孔阻值的测试方法，这种氧化铝HTCC金属化方阻和过孔阻值的测试方法降低了次要因素对分类性能的影响；降低了维数和缩减数据冗余信息，较少了运算量；提高了检测精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种氧化铝HTCC金属化方阻和过孔阻值的测试方法，