两种材料界面含预置微裂纹的样件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了两种材料界面含预置微裂纹的样件及其制备方法，制备方法包括1）确定要预置界面微裂纹的两种材料；2）预置微裂纹；3）在掩膜板上镀膜；4）制作掩膜层；5）形成两种材料界面含预置微裂纹的样件。这种样件能够根据研究目的布置不同的界面微裂纹，微裂纹的形状、位置等参数具有很好的可控性；能够有针对性地分析界面形态对产品性能的影响，其目的性强，而且样件的结构简单，不需要费用昂贵的专门配套设备来进行样品选择，其制备方法简单灵活，可操作性强，具有很好的实用性。这种方法不需要费用昂贵的专门的配套设备来进行样品选择，制备样件步骤简洁、可操作性强、具有很好的针对性和实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及评价产品中材料界面裂纹缺陷的技术，具体是一种。
技术介绍
微电子封装器件、半导体LED封装器件一般由多种不同属性的材料组成，在环境温度变化及机械冲击等多种因素的共同作用下，极易在两材料界面结合强度较低(或应力集中)之处萌发微裂纹，微裂纹的形状及位置分布具有不可预见性；随着微裂纹的不断扩展，整个封装器件便会失效。界面层裂是塑封半导体器件和微系统的主要失效模式之一，深入研宄界面层裂的形态对产品各种性能参数的作用机理非常重要。Li等人通过采用有限元分析法重构LED芯片粘接界面的层裂(或空洞)分布，进而分析不同界面层裂形态对产品性能的影响。然而，已有的方法都只是基于已有的试样和特定的软硬件得到界面层裂的形态，挑选出具有需要的界面形态的样品；这些挑选过程成本高、可控性差，而且得到的样品，不能提前预测界面微裂纹的形态，并有针对性地研宄界面形态对产品产生的影响，对分析界面行为的作用机理很有限。可见，很有必要探索一种可定量控制界面层裂形态的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现技术的不足，而提供的一种。这种样件的优点是:能够根据研宄目的布置不同的界面微裂纹，微裂纹的形状、位置等参数具有很好的可控性；能够有针对性地分析界面形态对产品性能的影响，其目的性强，而且样件的结构简单，不需要费用昂贵的专门配套设备来进行样品选择，其制备方法简单灵活，可操作性强，具有很好的实用性。这种方法的优点是:不需要费用昂贵的专门的配套设备来进行样品选择，制备样件步骤简洁、可操作性强、具有很好的针对性和实用性。实现本专利技术目的的技术方案是: 两种材料界面含预置微裂纹的样件，包括由一种待测材料形成的基板层和另一种材料形成的材料层，所述基板层与材料层叠接，基板层与材料层之间设有掩膜层，所述掩膜层设有微裂纹。所述的掩膜层具有阻止两材料层结合的特性，并且掩膜层具有不与材料层结合的性能。两种材料界面含预置微裂纹的样件的制备方法，包括如下步骤:I)确定要预置界面微裂纹的两种材料，并将其中一种待测材料作为基板层，另外一种材料作为材料层，同时备好制作掩膜层的掩膜板； 2)预置微裂纹，在掩膜板上根据预期形态的微裂纹设置对应预期位置、形状、大小的通孔； 3)制作掩膜层，将经过步骤2)后掩膜板覆盖基板层上，然后采用镀膜技术在掩膜板上镀上一层薄膜； 4)将掩膜板从基板层上取下，在基板层的材料表面上会留下与掩膜板通孔相对应的掩膜层； 5)在基板层表面上叠接材料层，并进行基板层、材料层这两种材料层的粘结或焊接，形成两种材料界面含预置微裂纹的样件。步骤3)中，薄膜材料具有阻止两材料发生焊接或粘接等结合的特性，并且薄膜材料具有不与第二层材料结合的性能，所述薄膜材料为陶瓷、还可以采用二氧化硅、阻焊油墨，或环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等高分子材料。通过改变掩膜板上通孔的设计参数即位置、形状、大小，重复步骤I)- 5)可实现含不同界面微裂纹规格的样件，进而达到界面微裂纹缺陷的可控预置。这种样件的优点是:能够根据研宄目的布置不同的界面微裂纹，微裂纹的形状、位置等参数具有很好的可控性；能够有针对性地分析界面形态对产品性能的影响，其目的性强，而且样件的结构简单，不需要费用昂贵的专门配套设备来进行样品选择；由于基板层上表面预先镀上一层薄膜型材料层，而这层薄膜型材料层的作用是隔绝与阻挡两材料的结合，充当预置界面微裂纹缺陷存在结合面内，实现界面内细微裂纹缺陷的按需预置。这种制备方法简单灵活，可操作性强，具有很好的实用性。【附图说明】图1为实施例中基板层结构不意图； 图2为实施例中掩膜板放置在基板层表面的示意图； 图3为实施例中掩膜层放置在基板层表面进行镀膜后的示意图； 图4为实施例中两种材料界面含预置微裂纹的样件结构示意图。图中，1.基板层2.掩膜层3.材料层4.掩膜板。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本
技术实现思路
作进一步阐述，但不是对本专利技术的限定。实施例: 参照图4，一种两种材料界面含预置微裂纹的样件，包括由一种待测材料形成的基板层I和另一种材料形成的材料层3，所述基板层I与材料层3叠接，基板层I与材料层3之间设有掩膜层2，所述掩膜层2设有微裂纹。所述的掩膜层2具有阻止两材料层结合的特性，并且掩膜层2具有不与材料层3结合的性能。具体地，基板层I为铜、掩膜层2为陶瓷薄膜、材料层3为焊料，基板层I的长宽高尺寸为50mm30mm5mm。将预置的三个5mm3mm的矩形界面的微裂纹缺陷设置在基板层I和材料层3的界面处，且均匀布置。两种材料界面含预置微裂纹的样件的制备方法，包括如下步骤: 1)确定要预置界面微裂纹的两种材料，并将其中一种待测材料作为基板层1，如图1所示，基板层I为铜，另外一种材料作为材料层3，材料层3为焊料，同时备好制作掩膜层2的掩膜板4 ； 2)预置微裂纹，在掩膜板4上根据预期形态的微裂纹设置对应预期位置、形状、大小的通孔；预期微裂纹缺陷为三个53的矩形通孔，并均匀分布在掩膜板4上，本实施例掩膜板4厚度为0.5，掩膜厚度为10，形成与预期微裂纹相对应位置、形状、大小通孔的掩膜板4 ; 3)制作掩膜层2，将经过步骤2)后的掩膜板4覆盖在基板层I铜的表面上，如图2所示，然后采用镀膜技术在掩膜板4上镀上一层薄膜，所述薄膜材料为陶瓷； 4)将掩膜板4从基板层I上取下，在基板层I铜材料表面上会留下与掩膜板4通孔相对应的掩膜层2陶瓷薄膜，如图3所示；掩膜层2陶瓷薄膜具有阻止基板层I铜和材料层3焊料结合的特性，并且掩膜层2陶瓷薄膜具有不与材料层3焊料焊接结合的性能； 5)在基板层I铜表面上叠接材料层3焊料，并进行基板层1、材料层3这两种材料层的粘结、焊接，形成基板层I铜、材料层3焊料两种材料界面含预置掩膜层2陶瓷薄膜微裂纹的样件，如图4所示。通过改变掩膜板4上通孔的设计参数即位置、形状、大小，重复步骤I)- 5)可实现含不同界面微裂纹规格的样件，进而达到界面微裂纹缺陷的可控预置。步骤3 )中，所述薄膜材料除了陶瓷，还可采用二氧化硅、阻焊油墨，或环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等高分子材料。【主权项】1.两种材料界面含预置微裂纹的样件，其特征是，包括由一种待测材料形成的基板层和另一种材料形成的材料层，所述基板层与材料层叠接，基板层与材料层之间设有掩膜层，所述掩膜层设有微裂纹。2.两种材料界面含预置微裂纹的样件的制备方法，其特征是，包括如下步骤: 1)确定要预置界面微裂纹的两种材料，并将其中一种材料待测作为基板层，另外一种材料作为材料层，同时备好制作掩膜层的掩膜板； 2)预置微裂纹，在掩膜板上根据预期形态的微裂纹设置对应预期位置、形状、大小的通孔； 3)制作掩膜层，将经过步骤2)后掩膜板覆盖基板层上，然后采用镀膜技术在掩膜板上镀上一层薄膜； 4)将掩膜板从基板层上取下，在基板层的材料表面上会留下与掩膜板通孔相对应的掩膜层； 5)在基板层表面上叠接材料层，并进行基板层、材料层这两种材料层的粘结或焊接，形成两种材料界面含预置微裂纹的样件。3.根据权利要求2所述的两种材料界面含预置微裂纹的样件的制备方法，其特征是，步骤3)中，薄膜材料具有阻止两材料发生焊接或粘接等结合的特性，并且薄膜材料具有不与第二层材料结合的性能。【专利摘要】本文档来自技高网...

【技术保护点】
两种材料界面含预置微裂纹的样件，其特征是，包括由一种待测材料形成的基板层和另一种材料形成的材料层，所述基板层与材料层叠接，基板层与材料层之间设有掩膜层，所述掩膜层设有微裂纹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡苗，杨道国，莫月珠，陈文彬，张平，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45