專利名稱：多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，適用于多層陶瓷封裝印刷領域。
背景技術：
1947年美國貝爾實驗室誕生第一只晶體管，隨即就產生了半導體器件的封裝。60 多年來半導體器件向高頻、低噪聲、大功率、小型化、高密度、高可靠及多功能發展，一代又一代的封裝起著重要的支撐作用，因此封裝和器件是相輔相承、缺一不可的關系。多層陶瓷封裝作為一種封裝形式在軍用電子封裝等高可靠領域有著廣泛的應用。多層陶瓷封裝工藝如下填孔后的生瓷片流入印刷工藝，印刷機通過對沖孔孔位的識別進行對位，將圖形印刷在生瓷片指定位置，每層具有特殊用途的印刷圖形經過疊片層壓，其中層與層之間通過互聯通孔進行電氣連接，形成具有一定功能的多層體。由于每層印刷圖形中所包含的上下互聯圖形存在一一對應關系，因此如果印刷圖形出現偏差，將導致互聯關系錯亂，進而導致封裝器件失效，因此印刷圖形的性能控制顯得格外重要。另外，當前國內高端陶瓷外殼布線線寬、線間距正逐步向80 μ m甚至50 μ m邁進，隨著線寬的減小，線條的導通電阻相應減小，如果印刷厚度得不到保證，將可能使整個封裝外殼導通電阻超出設計要求，進而影響器件性能，因此印刷工藝控制顯得格外重要。如何有效快速的檢測整批產品印刷圖形的性能是一個棘手問題。
目前對多層陶瓷封裝印刷圖形性能的檢測一般采用下述方法對每層印刷圖形抽取一定數量的印刷片，分別測試其性能，如印刷圖形精度和厚度等。由于不同產品印刷圖形形狀的不同，很難形成一個通用的方法，以至于效率低下；且發現問題總在出現問題之后， 不能防患于未然。另外，由于印刷機的設備狀態對印刷圖形的對位精度有非常重要的影響， 隨著控制的不斷精細化，每天進行印刷機設備狀態的檢驗也變得愈加重要，形成簡單有效而又能準確評估印刷機設備狀態的方法變得非常迫切。發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能夠對印刷圖形的精度和厚度進行自動測量、對印刷機設備狀態進行及時監控和調整的多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法。
為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是一種多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，其方法步驟如下(1)根據多層陶瓷封裝外殼產品印刷圖形的特點和測試要求設計一系列PCM圖形；(2)建立PCM系統庫，所述PCM系統庫中包括PCM圖形庫、PCM測試程序庫和PCM測試數據庫；所述PCM圖形庫包括設計好的所有PCM圖形；所述PCM測試程序庫包括與所述每個PCM圖形相對應的測試程序；所述PCM測試數據庫包括對所述每個PCM圖形進行測試的數據；(3)將PCM圖形與所述多層陶瓷封裝外殼產品印刷圖形一起印刷到生瓷片上；(4)調用所述PCM測試程序庫中相應的測試程序對所述生瓷片上的PCM圖形進行測試， 保存測試數據；(5)將所述測試數據與所述PCM測試數據庫中的設計數據進行比對，當測試數據與設計數據的誤差在允許范圍內時，所述產品印刷圖形合格，流入下道工序；當測試數據與設計數據的誤差超出允許范圍時，所述產品印刷圖形不合格，將其剔除，并對印刷工藝進行調整，并將不合格現象及印刷工藝調整方法記入異常反饋表格；(6)定期對所述PCM測試數據進行統計分析，采取措施對印刷工藝進行優化。
所述測試程序包括印刷圖形精度測試模塊、印刷圖形厚度測試模塊以及印刷機狀態測試模塊。
所述印刷圖形精度測試模塊的具體測試方法如下(1)按照生瓷片上沖制的定位孔孔位建立坐標系；(2)調用PCM測試程序庫中的相應測試程序，采用精密測量儀對坐標系中的PCM圖形進行測試，得出每個PCM圖形的實際坐標值；(3)將實際坐標值與PCM測試數據庫中的相應設計坐標值進行比對，當實際坐標值與設計坐標值的偏差在允許的范圍內時，印刷圖形的精度符合設計要求，產品合格，流入下道工序；否則，產品不合格，予以剔除，并將異常測試數據記入異常反饋表格，并及時對產品印刷工藝進行調整。
所述印刷圖形厚度測試模塊的具體測試方法如下(1)按照等間距、等長設計PCM 圖形為一個以上指定寬度的線條，所述PCM圖形線條的線寬覆蓋了印刷圖形線條的線寬；(2)采用膜厚測量儀對PCM圖形的線寬進行測量，得出測量數據，當測量數據與測試數據庫中設計值的誤差在允許范圍內時，產品合格，流入下道工序；否則，產品不合格，將異常測試數據記入異常反饋表格，并及時對產品印刷工藝進行調整。
所述印刷機狀態測試模塊的具體測試方法如下(1)將包含定位圖形，位置測試圖形和線寬測試圖形的PCM圖形與印刷圖形一起印刷到生瓷片上；所述其中定位圖形是用來與生瓷片上定位孔進行定位識別的圖形；所述位置測試圖形是用來測試印刷圖形與設計值位置偏差的圖形；線寬測試圖形是用來測試印刷圖形線條線寬與設計值偏差的圖形；(2)將每個PCM圖形按一定的間距排布成陣列，調用相應的測試程序依次對每個PCM圖形進行測量；(3)將測量坐標值與設計坐標值進行比對，當測量坐標值與設計坐標值的誤差在允許的范圍內時，印刷機狀態良好；否則，印刷機狀態出現偏差，及時對其進行調整。
所述精密測量儀的型號為QV-X40493N-C，所述膜厚測量儀的型號為VANTAGE50。
本發明的有益效果如下(1)由于多層陶瓷封裝外殼產品每層設計了標準的PCM圖形，能夠對PCM圖形精度進行自動測試，對其厚度進行規范化測試，可以快速、準確得出印刷圖形的精度和厚度是否符合設計值，對于不合格的產品予以剔除，并通過分析，發現問題，及時調整印刷工藝，防止大量不合格品的產生。
(2)通過對PCM定位圖形的測試能夠獲得印刷圖形對工藝孔的對位精度，通過對 PCM位置測試圖形的測試能夠獲得印刷圖形的位置精度，通過PCM線寬測試圖形的測試能夠獲得印刷圖形的形態數據。對這些數據進行分析，可及時發現印刷區域各不同位置的異常，進而反饋印刷機的設備狀態，及時進行調整，使其印刷出的印刷圖形的精度準確。
說明書附圖下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
圖1是本發明對印刷圖形精度進行測試的PCM圖形； 圖2是本發明對印刷圖形厚度進行測試的PCM圖形；圖3是本發明對印刷機的設備狀態進行測試的PCM圖形；其中，1、定位孔，2、PCM圖形，3、定位圖形，4、位置測試圖形，5、線寬測試圖形。具體實施方式
實施例
(1)對多層陶瓷封裝外殼產品印刷圖形的精度進行測試的方法如圖ι所示，按照生瓷片上沖制的定位孔1的孔位建立坐標系，每個PCM圖形2在PCM 測試數據庫中均有其相應的設計坐標值；然后調用PCM測試程序庫中的相應測試程序，采用精密測量儀對坐標系中的PCM圖形2進行測試，得出每個PCM圖形2的實際坐標值；將實際坐標值與設計坐標值進行比對，當實際坐標值與設計坐標值的偏差在允許的范圍內時， 說明印刷圖形的精度符合設計要求，產品合格，可以流入下道工序；否則，產品不合格，予以剔除，并將異常測試數據記入異常反饋表格，并及時對產品印刷工藝進行調整。
上述精密測量儀采用三豐公司生產的型號為QV-X40493N-C的精密測量儀。
(2)對多層陶瓷封裝外殼產品印刷圖形的厚度進行測試的方法如圖2所示，按照等間距、等長設計PCM圖形為寬度0. 05mm、0. lmm、0. 2mm、0. 4mm、 0. 8mm、1. 6mm,3. 2mm、6. 4mm的線條，這些PCM圖形線條的線寬覆蓋了印刷圖形線條的線寬， 線條的寬度是線條厚度的一個影響因素，同時線條厚度還會受到印刷方向的影響，PCM圖形在設計時充分考慮以上兩點，采用橫向和縱向兩排PCM圖形，印刷圖形的線寬包含在了 PCM圖形的最大線寬和最小線寬之間，因此PCM圖形線條的厚度能夠反映印刷圖形線條的厚度。
采用膜厚測量儀對PCM圖形的線寬進行測量，將膜厚測量儀的激光束分兩次按箭頭方向橫掃過PCM圖形，得出測量數據，如果測量數據與測試數據庫中的設計值誤差在允許范圍內，則產品合格，否則，產品不合格，將異常測試數據記入異常反饋表格，并及時對產品印刷工藝進行調整。
上述膜厚測量儀采用美國Cyberscan公司生產的型號為50的膜厚測量儀。
(3)對印刷機的設備狀態進行測試的方法如圖3所示的PCM圖形包含了定位圖形3、位置測試圖形4和線寬測試圖形5，其中定位圖形3是用來與生瓷片上定位孔進行定位識別的圖形；位置測試圖形4是用來測試印刷圖形與設計值位置偏差的圖形；線寬測試圖形5是用來測試印刷圖形線條線寬與設計值偏差的圖形。
首先將每個PCM圖形單元按一定的間距排布成陣列，在指定坐標系下，每個PCM圖形均有其設計坐標值；調用相應的測試程序依次對PCM圖形單元中的每個PCM圖形進行測量；將測量坐標值與設計坐標值進行比對，即可反映出生瓷片上全部PCM圖形的偏差情況；對上述數據進行分析，可及時發現印刷區域各不同位置的異常，進而反饋印刷機狀態。
權利要求
1.一種多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，其特征在于，其方法步驟如下(1)根據多層陶瓷封裝外殼產品印刷圖形的特點和測試要求設計一系列PCM圖形；(2)建立PCM系統庫，所述PCM系統庫中包括PCM圖形庫、PCM測試程序庫和PCM測試數據庫；所述PCM圖形庫包括設計好的所有PCM圖形；所述PCM測試程序庫包括與所述每個PCM圖形相對應的測試程序；所述PCM測試數據庫包括對所述每個PCM圖形進行測試的數據；(3)將PCM圖形與所述多層陶瓷封裝外殼產品印刷圖形一起印刷到生瓷片上；(4)調用所述PCM測試程序庫中相應的測試程序對所述生瓷片上的PCM圖形進行測試， 保存測試數據；(5)將所述測試數據與所述PCM測試數據庫中的設計數據進行比對，當測試數據與設計數據的誤差在允許范圍內時，所述產品印刷圖形合格，流入下道工序；當測試數據與設計數據的誤差超出允許范圍時，所述產品印刷圖形不合格，將其剔除，并對印刷工藝進行調整，并將不合格現象及印刷工藝調整方法記入異常反饋表格；(6)定期對所述PCM測試數據進行統計分析，采取措施對印刷工藝進行優化。
2.根據權利要求1所述的多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，其特征在于，所述測試程序包括印刷圖形精度測試模塊、印刷圖形厚度測試模塊以及印刷機狀態測試模塊。
3.根據權利要求2所述的多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，其特征在于，所述印刷圖形精度測試模塊的具體測試方法如下(1)按照生瓷片上沖制的定位孔孔位建立坐標系；(2)調用PCM測試程序庫中的相應測試程序，采用精密測量儀對坐標系中的PCM圖形進行測試，得出每個PCM圖形的實際坐標值；(3)將實際坐標值與PCM測試數據庫中的相應設計坐標值進行比對，當實際坐標值與設計坐標值的偏差在允許的范圍內時，印刷圖形的精度符合設計要求，產品合格，流入下道工序；否則，產品不合格，予以剔除，并將異常測試數據記入異常反饋表格，并及時對產品印刷工藝進行調整。
4.根據權利要求3所述的多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，其特征在于，所述印刷圖形厚度測試模塊的具體測試方法如下(1)按照等間距、等長設計PCM圖形為一個以上指定寬度的線條，所述PCM圖形線條的線寬覆蓋了印刷圖形線條的線寬；(2)采用膜厚測量儀對PCM圖形的線寬進行測量，得出測量數據，當測量數據與測試數據庫中設計值的誤差在允許范圍內時，產品合格，流入下道工序；否則，產品不合格，將異常測試數據記入異常反饋表格，并及時對產品印刷工藝進行調整。
5.根據權利要求4所述的多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，其特征在于，所述印刷機狀態測試模塊的具體測試方法如下(1)將包含定位圖形，位置測試圖形和線寬測試圖形的PCM圖形與印刷圖形一起印刷到生瓷片上；所述其中定位圖形是用來與生瓷片上定位孔進行定位識別的圖形；所述位置測試圖形是用來測試印刷圖形與設計值位置偏差的圖形；線寬測試圖形是用來測試印刷圖形線條線寬與設計值偏差的圖形；(2)將每個PCM圖形按一定的間距排布成陣列，調用相應的測試程序依次對每個PCM圖形進行測量；(3)將測量坐標值與設計坐標值進行比對，當測量坐標值與設計坐標值的誤差在允許的范圍內時，印刷機狀態良好；否則，印刷機狀態出現偏差，及時對其進行調整。
6.根據權利要求5所述的多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，其特征在于，所述精密測量儀的型號為QV-X40493N-C，所述膜厚測量儀的型號為VANTAGE50。
全文摘要
本發明公開了一種多層陶瓷封裝印刷圖形性能檢測方法，其方法步驟如下根據產品印刷圖形的特點和測試要求設計一系列PCM圖形；建立PCM圖形庫、PCM測試程序庫和PCM測試數據庫；將PCM圖形與印刷圖形一起印刷到生瓷片上；調用PCM測試程序庫中相應測試程序對PCM圖形進行測試，保存測試數據；將測試數據與設計數據進行比對，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產生。本發明的有益效果如下能夠對印刷圖形精度進行自動化測試，對其厚度進行規范化測試，提高了產品印刷圖形的檢測效率和準確性；對印刷機的狀態進行測試，及時發現問題，進行調整，提高其印刷精度。
文檔編號B41F33/00GK102501591SQ2011103228
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月21日 優先權日2011年10月21日
發明者張崤君, 畢大鵬, 石鵬遠, 郭志偉, 高嶺 申請人:中國電子科技集團公司第十三研究所