28.04.2026客户案例

在 250 °C 条件下透过玻璃测量封装电子元件的翘曲度

在封装电子产品领域,几微米之差就可能决定产品是成功还是失败。某全球电子制造商需要测量其封装在高温条件下——即在温度高达250 °C的加热腔内,部件被密封在玻璃后方时——所产生的变形(翘曲)情况。本文讲述了TopMap (Pro.Surf )如何通过量身定制的解决方案,在传统技术力不从心的情况下,成功实现了这一测量。

挑战:当翘曲决定功能时

在封装电子器件领域,表面在受热时如何变形,越来越成为决定器件能否正常工作的关键因素——而这种翘曲现象却难以测量。

随着封装电子产品公差的不断收紧——焊膏沉积更精细、互连间距更小——表面在热应力作用下的变形方式,越来越决定着器件能否可靠地工作。工程师们需要量化这种“形状偏差”(即翘曲),且不仅限于室温条件,还需覆盖封装在生产和实际使用过程中经历的完整热循环。

难点在于两方面。首先,诸如干涉条纹投影等现有光学技术无法满足该应用所需的分辨率和重复性。其次,与我们的系统相比,其他系统根本无法像Polytec 那样在单次测量中覆盖如此广阔的区域。客户既需要高性能,又需要全面的覆盖范围——同时还需要一种方法,能够观察密封且受热的环境内部。

解决方案:为热室量身定制的TopMap Pro.Surf

针对这家全球性企业,我们基于Pro.Surf 系统,为其封装电子元件的翘曲测量开发了一套专用解决方案。样品被放置在专用的加热腔内,按照预设的温度曲线进行加热——典型的温度序列为20 °C、250 °C,然后降回20 °C——在此过程中,系统会在每个步骤捕获封装件的完整表面形貌。

用于翘曲表面测量学的热室
加热室(由AI修改,以保护客户知识产权)

在测量过程中,任务是捕捉每个目标温度下的形状偏差——即翘曲。由于TopMap (Pro.Surf )能够通过单一大视场捕获整个封装,而非将多个测量结果拼接在一起,因此每个拓扑图都能快速且可重复地获取。当需要在整个热循环中比较翘曲情况时,这一点尤为重要,因为每增加一个拼接步骤都会给结果带来不确定性。

翘曲测量
翘曲测量(经AI修改以保护知识产权)

该应用之所以具有挑战性,不仅在于测量本身,更在于必须在特定条件下进行——而这正是TopMap Pro.Surf 所具备的综合优势得以充分发挥之处。

观察腔内情况:大视场、长工作距离、可透过玻璃观察

以下三项功能协同作用,使这一技术成为可能:

  • 透过玻璃测量:样品被密封在观察窗后方,Polytec 的玻璃补偿技术可对穿过玻璃的光路进行校正,从而确保即使存在隔离层,仍能准确测量表面形貌。
  • 长工作距离:由于无法进行近距离测量,系统凭借其长工作距离可在远距离进行测量,既无接触,也不会扰动热环境。
  • 大视场:单次测量即可捕获整个封装,无需拼接图像,从而确保在每个温度步骤中都能快速、可重复地采集数据——这在比较完整热循环中的翘曲情况时至关重要。
使用Pro.Surf +进行元器件检测

借助这一实验装置,研究团队能够直接、可重复地在真实的热环境下,对每个封装在整个温度范围内的变形情况进行表征。由于通过测试腔玻璃,每个表面形态都能被纳入单一视野中,因此可以对20 °C、250 °C以及回到20 °C时的翘曲值进行一致性比较。

这将一项难以实施且受限于访问条件的测量转化为资格认证的常规环节——为工程师提供可靠的、具有温度分辨率的翘曲数据,从而支持封装电子产品采用更严格的公差标准。

多部件测量演示
利用夹具和软件自动化进行多件工件测量的演示

工业用大面积轮廓测量仪

Pro.Surf 同轴测系统专为工业表面轮廓测量而优化,具有高吞吐量和可重复的测量精度。

结果

量身定制的TopMap Pro.Surf 解决方案使该制造商能够在整个温度范围内、透过玻璃并在安全的工作距离内,可靠地对封装翘曲进行表征——而传统干涉条纹投影法及同类系统在这些条件下均无法正常工作。其优势显而易见:

  • 符合标准(JEITA)的高温翘曲测量
  • 单个视野内即可获取整个封装的表面形貌
  • 通过腔室玻璃窗口进行非接触式测量
  • 在热循环过程中对形状偏差进行可重复的比较

结果:获得了值得信赖、具有温度分辨率的翘曲数据,从而支持更严格的公差要求,并确保封装电子产品的可靠性。

表面计量入门指南

我们认真践行“测量关键指标”这一承诺,并将根据您的具体情况提供相应支持。即使您的需求只是暂时的,或者预算尚无法支持购买整套系统,您仍有多种选择:通过PolyRent租赁系统,或委托我们的专家使用PolyMeasure 为您进行测量。如果您有意购买,我们建议您先进行可行性研究或尝试租赁——后续购买时,租赁费用可抵扣购置价格。 请咨询我们的专家,我们将为您推荐最适合您计量任务的解决方案。

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