一、定义
钎着率(结合率 / 焊合率)= 有效钎焊结合面积 ÷ 靶材与背板总贴合面积 × 100%
行业合格标准:溅射靶材一般要求钎着率≥95%,高端半导体靶材≥98%。
二、核心原理
(超声 C 扫描检测逻辑)超声波垂直入射靶材 / 背板钎焊层:
完好钎焊区域:金属 - 焊料 - 金属紧密结合,声阻抗连续,声波穿透界面,界面回波幅值极低;
缺陷区域(气孔、分层、未焊合、夹杂):中间存在空气,空气声阻抗远小于金属,声波几乎全反射,界面回波幅值很高。
设备通过采集界面反射波幅值,区分结合区与缺陷区,软件自动划分像素、统计面积。
三、标准计算公式
- 基础公式(\text{钎着率} = \frac{S{\text{总贴合面积}} - S{\text{缺陷面积}}}{S{\text{总贴合面积}}} \times 100\%)
(S{\text{总贴合面积}}):靶材背板实际贴合的有效区域总面积(排除边缘工艺预留空白)
(S_{\text{缺陷面积}}):C 扫描判定的未焊合、气孔、分层全部缺陷总面积 - 缺陷率反向验算(\text{缺陷占比} = \frac{S{\text{缺陷面积}}}{S{\text{总贴合面积}}} \times 100\%)钎着率 = 100% − 缺陷占比
四、C 扫描软件计算执行步骤
框选有效检测区域
手动划定靶材背板贴合边界,剔除夹持边、倒角、无效边缘,确定(S_{\text{总}});
设置幅值阈值(关键)
根据材料、焊料(In 焊、Sn 焊)标定反射波阈值:高于阈值判定为缺陷,低于阈值为良好结合;
像素面积换算
设备扫描分辨率已知(如 0.1mm / 像素),单像素面积固定,软件统计缺陷像素总数,换算实际缺陷面积;
自动输出钎着率数值
代入公式算出百分比,并生成带缺陷标注的彩色 C 扫描图谱。
五、影响计算精度的关键因素
阈值标定
阈值设太高:微小气孔漏检,钎着率虚高;
阈值设太低:轻微界面杂波误判缺陷,钎着率偏低;
边缘裁剪
若不剔除工艺留白边缘,总面积偏大,钎着率计算失真;
探头频率与耦合
高频探头分辨微小气孔,耦合不良会产生伪缺陷,干扰面积统计;
靶材厚度衰减
厚靶材超声波衰减大,界面回波变弱,需增益补偿,否则缺陷识别不准。
六、举例
演算靶材贴合总面积 (100\ \text{cm}^2),C 扫描统计缺陷总面积 (2.2\ \text{cm}^2)
缺陷占比 = 2.2 ÷ 100 × 100% = 2.2%
钎着率 = (100 − 2.2) ÷ 100 × 100% = 97.8%
