고급 SAM으로 확산 결합의 무결성 검증

본드 품질 테스트를 위해 Scanning Acoustic Microscopy는 정확성과 신뢰성을 제공합니다.

금속 접합 분야가 까다로운 산업에서는 유사하거나 심지어 다른 두 금속 사이의 고순도 인터페이스를 달성하기 위한 필수 접합 방법인 확산 접합에 점점 더 의존하고 있습니다. 이 공정에는 뜨거운 프레스로 함께 결합된 금속에 고온과 압력을 가하여 고체 금속 표면의 원자가 산재되어 결합되도록 하는 작업이 포함됩니다.

유사한 재료의 경우 결합 강도는 기본 재료에 가깝습니다. 서로 다른 재료의 경우 이는 형성된 금속간 화합물, 금속간 구역의 두께, 경계면의 공극과 같은 미세한 이상 현상의 함수입니다. 인터페이스의 품질을 보장하기 위해 재료 엔지니어는 샘플을 분석하여 결합 품질을 검증해야 합니다. 계측 시스템은 인터페이스를 특성화하고 보다 정량적인 분석을 제공하는 데 사용됩니다.

용접 또는 브레이징 접합 어셈블리의 어느 한 면에 압력이 가해질 수 있는 경우 대략적인 헬륨 누출 검사를 사용할 수 있습니다. 그러나 이 방법은 사용자 구성에 크게 의존하고 일관성 없는 결과를 생성하는 경우가 많기 때문에 예술이자 과학에 가깝습니다. 또한 헬륨 납 검사는 정확한 누출 위치를 찾아낼 수 없으며 통과/실패 결과만 제공합니다. 오늘날에는 더 나은 기술과 방법이 존재합니다.

헬륨 누출 테스트의 부정확성으로 인해 확산 결합 전문가들은 훨씬 더 발전된 데이터 기반 검사 기술인 SAM(Scanning Acoustic Microscopy)을 통해 샘플을 분석하기로 결정했습니다.

SAM은 비침습적, 비파괴적 초음파 검사 방법입니다. 이 테스트는 이미 마이크로전자 장치 내 보이드, 균열 및 다양한 층의 박리와 같은 결함을 식별하기 위한 반도체 부품의 100% 검사에 대한 업계 표준입니다. 이제 확산 결합 금속의 무결성을 검증하기 위해 동일한 엄격한 품질 테스트 및 고장 분석이 적용되고 있습니다.

“헬륨 누출 테스트와 달리 SAM은 결합에 결함이 있는 시기를 표시할 뿐만 아니라 위치와 크기도 표시합니다. 이는 본질적으로 부품 내부의 X-Ray와 동일하므로 품질을 보장하기 위한 훨씬 더 포괄적인 테스트 방법입니다."라고 버지니아에 본사를 둔 SAM 및 산업용 초음파 비파괴 장비(NDT) 제조업체인 OKOS의 사장 Hari Polu는 말했습니다. ) 시스템. OKOS는 독일 PVA TePla AG가 전액 출자한 자회사이며 평면 패널, 박판, 원형 디스크, 스퍼터링 타겟 및 특수 합금에 대한 수동 및 자동 검사 시스템을 모두 제공합니다.

오늘날 확산 접합은 이종 금속과 고가치 합금을 접합하는 능력 등 다양한 산업에 상당한 이점을 제공합니다. 이 기술은 또한 사출 성형 및 다이 캐스팅에 사용되는 형상적응 냉각에 유리한 적용을 가능하게 합니다.

이종 금속 조인트를 설계하는 것의 중요성은 종종 단일 합금이 제대로 작동하지 않을 수 있는 특정 환경 조건에 올바른 금속 표면을 노출시키려는 욕구에 있습니다. 또 다른 이유는 무게가 더 가벼우거나 이종 금속을 "포장"해야만 달성할 수 있는 수준의 내식성을 제공하는 재료 시스템을 도입하는 것입니다.

관심 있는 상업적 공정에는 티타늄과 철-니켈 합금, 티타늄 합금과 스테인리스강, 구리와 강철, 일부 알루미늄과 금속 응용 분야가 있습니다. 또한 이 공정을 통해 연강, 공구강 및 Al MMC와 같은 동일한 재료 그룹의 서로 다른 합금 간의 결합이 가능해집니다. 결과적으로 이 기술은 반도체, 항공우주, 에너지 산업의 설계 엔지니어들의 관심을 끌었습니다.

확산 접합은 형상적응형 냉각 응용 분야에서도 엄청난 잠재력을 갖고 있습니다. 개념은 냉각 채널 형상이 열을 방출하도록 최적화된 레이어를 접착하는 것입니다. 다양한 형상과 다양한 재료가 이러한 접근 방식으로 이점을 얻습니다. 상업용 프레스의 크기에 따라 레이어는 최대 600mm의 스택 높이까지 접착될 수 있습니다.