El reto: cuando el alabeo decide la funcionalidad
En la electrónica encapsulada, la forma en que una superficie se deforma con el calor decide cada vez más si un dispositivo llega a funcionar, y ese alabeo es difícil de medir.
A medida que las tolerancias en la electrónica encapsulada se estrechan —depósitos de pasta de soldadura más finos, pasos de interconexión más pequeños—, la manera en que una superficie se deforma bajo estrés térmico determina cada vez más si un dispositivo funciona de forma fiable. Los ingenieros necesitaban cuantificar esta «desviación de forma», o alabeo, no solo a temperatura ambiente, sino a lo largo de todo el ciclo térmico que un encapsulado experimenta en producción y en servicio.
La dificultad era doble. En primer lugar, las técnicas ópticas establecidas, como la proyección de franjas, no podían ofrecer la resolución y la repetibilidad que exigía la aplicación. En segundo lugar, los sistemas comparables al nuestro sencillamente no podían capturar campos tan grandes en una sola medición como lo hace Polytec. El cliente necesitaba prestaciones y cobertura de campo al mismo tiempo, y una forma de ver dentro de un entorno sellado y calentado.
La solución: un TopMap Pro.Surf a medida para la cámara térmica
Para este actor mundial se desarrolló una solución especial basada en el Pro.Surf para la medición del alabeo en electrónica encapsulada. La muestra se coloca dentro de una cámara de calentamiento específica que la somete a un perfil de temperatura definido —una secuencia típica es de 20 °C, 250 °C y de nuevo a 20 °C— mientras el sistema captura la topografía completa del encapsulado en cada paso.
Durante la medición, la tarea consiste en capturar la desviación de forma —el alabeo— a cada temperatura objetivo. Como el TopMap Pro.Surf capta el encapsulado completo en un solo campo de visión amplio en lugar de unir varias mediciones, cada topografía se adquiere con rapidez y repetibilidad. Esto es decisivo cuando el alabeo debe compararse a lo largo de un ciclo térmico completo, donde cada paso de unión adicional añadiría incertidumbre al resultado.
Lo que hacía exigente esta aplicación no era solo la medición en sí, sino las condiciones en las que debía realizarse, y es precisamente aquí donde entra en juego la combinación de fortalezas del TopMap Pro.Surf.
Ver dentro de la cámara: campo amplio, gran distancia de trabajo, a través del vidrio
Tres capacidades actúan en conjunto para hacerlo posible:
- Medición a través del vidrio: la muestra queda sellada tras una ventana de observación, y la tecnología de compensación de vidrio de Polytec corrige el trayecto óptico a través del cristal para que la topografía se mida con precisión pese a la barrera.
- Gran distancia de trabajo: la medición de cerca no es viable, por lo que la gran distancia de trabajo del sistema le permite medir a una distancia de seguridad, sin contacto y sin perturbar el entorno térmico.
- Campo de visión amplio: los encapsulados completos se capturan en una sola medición en lugar de unirse, lo que mantiene una adquisición rápida y repetible en cada paso de temperatura, algo esencial al comparar el alabeo a lo largo de un ciclo térmico completo.
Con esta configuración, el equipo pudo caracterizar cómo se deforma cada encapsulado en todo el rango de temperaturas: de forma directa, repetible y en condiciones térmicas realistas. Como cada topografía se captura en un solo campo de visión a través del vidrio de la cámara, los valores de alabeo a 20 °C, 250 °C y de nuevo a 20 °C pueden compararse sobre una base coherente.
Así, una medición difícil y de acceso limitado se convierte en una parte rutinaria de la cualificación, ofreciendo a los ingenieros datos de alabeo fiables y resueltos por temperatura para respaldar tolerancias más estrictas en la electrónica encapsulada.
Perfilómetro industrial de gran superficie
Los sistemas telecéntricos Pro.Surf están optimizados para la perfilometría de superficies industriales con alto rendimiento y una precisión de medición repetible.
El resultado
La solución TopMap Pro.Surf a medida permitió al fabricante caracterizar de forma fiable el alabeo de los encapsulados en todo el rango de temperaturas, a través del vidrio y a una distancia de trabajo segura, condiciones en las que la proyección de franjas convencional y los sistemas comparables no podían funcionar. Las ventajas fueron claras:
- Medición del alabeo conforme a normas (JEITA) a temperaturas elevadas
- Topografía completa del encapsulado en un único campo de visión
- Medición sin contacto a través del vidrio de la cámara
- Comparación repetible de la desviación de forma a lo largo del ciclo térmico
El resultado: datos de alabeo fiables y resueltos por temperatura que respaldan tolerancias más estrictas y productos electrónicos encapsulados más fiables
Quick start into surface metrology
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