超声SAM氧化铝陶瓷静电吸盘界面缺陷

静电吸盘（ESC）也被称之为“静电卡盘”，主要对晶圆起到支撑和固定的作用，它是半导体封装领域的关键部件。目前，全球半导体晶圆静电吸盘市场绝大部分由国外垄断，我国仍处于起步阶段，当前，除了进一步研究高纯、高性能的原料陶瓷粉以外，还需要对陶瓷静电吸盘质量进行评估，满足对晶圆不同规格尺寸的承载及温度控制稳定性的需求。今天，我们就一起探讨一下超声波技术如何检测静电吸盘内部质量？

TOTO陶瓷静电吸盘

静电吸盘的结构就好比一块汉堡，由陶瓷表面、电极、加热器、底板层层罗列在一块。现阶段，国内外主要选择氧化铝陶瓷或者氮化铝陶瓷作为主要原材料，凭借其良好的导热性和耐磨性优先于其他金属材料，当电极被施加电压时，它会产生一个强大的电场，电场的存在使晶圆表面的电荷重新分布，就会形成一个吸附力，这种吸附力就可以将晶圆牢牢固定在吸盘上面，即使在高速旋转和加速过程中也不会脱落。

静电吸盘结构示意图                        汉堡结构

目前，国际成熟的静电吸盘技术主要根据不同的吸附力分为J-R 型静电吸盘及库仑力型静电吸盘。

J-R 型静电吸盘与库仑力型静电吸盘区别

在面对半导体硅片封装时，每一道工序都要经过静电吸盘的把持，所以不管是国内还是国外的制造厂，都会对静电吸盘利用水浸超声SAM进行内部质量评估，以保证硅片封装散热效果的稳定性，避免后面因质量导致的安全和经济损失。

采声-水浸超声扫描成像设备

超声波技术是一种无损伤检测，可对金属及非金属、陶瓷材料、碳纤维复合材料、玻璃纤维材料、靶材、棒材等众多类型材料进行内部质量缺陷分析。超声换能器通过发射与接收的信号波对裂纹、夹杂、分层、空洞、气泡、虚焊、未焊合等人工肉眼观测不到的内部缺陷精准识别并抓取，并通过超声采集卡加上软件对信号波的处理功能，采声水浸超声扫描成像设备可生成A-B-C-3D-T扫描结果,对扫描结果进行定位定量处理，像全域数据统计、仅对缺陷数据统计、仅对人工缺陷数据统计等，减少系统空间的浪费。

采声典型陶瓷材料扫描案例

氧化铝陶瓷空洞缺陷--超声C-Scan

 涨知识小结：

在静电吸盘制备中，氮化铝陶瓷虽然性能强大，在烧结时所需适宜温度高达1800℃以上，很难在烧结致密，这会导致氧化铝陶瓷与其他金属结合时的热应力不同，内部很容易产生暗裂，杂质，空洞等缺陷，为了提供更稳定充分的吸附力和更好的温度控制，无损检测——水浸超声扫描成像设备已经被国内外静电吸盘制造企业开始利用检测内部缺陷。