Mikrospektroskopische Schadensanalyse

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Verunreinigungen bestimmen.

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Partikel und Einschlüsse identifizieren.

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Analyse fehlerhafter Autoteile.

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Die chemische Ursache eines Produktausfalls ermitteln.

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Falsche Zusammensetzungen erkennen - Verunreinigungen identifizieren.

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elektronischer Geräte

Mikroelektronische Bauteile sind sehr anfällig gegenüber Verunreinigungen und selbst die kleinsten Staubpartikel können einen negativen Einfluss auf die Produktqualität haben. Da moderne System extrem miniaturisiert sind und aus den verschiedensten Materialien bestehen, ist die Analyse von elektronischen Bauteilen ein komplizierter Vorgang.

Die Aufklärung der chemischen Zusammensetzung einer Verunreinigung erlaubt in den meisten Fällen Rückschlüsse auf deren Ursprung und ermöglicht so eine effektive Fehlerbehebung. Die Fourier-Transformations-Infrarot (FT-IR) -Mikroskopie ist ein attraktives Werkzeug für die Analyse sehr kleiner Strukturen bis in den Mikrometerbereich und kann sowohl organische als auch anorganische Komponenten identifizieren.

Indem man Interferenzmuster (sogenannte "Fringes") nutzt ist es möglich die Dicke einer Isolationsschicht im Mikrometerbereich zu bestimmen.

Mittels Ramanmikroskopie ist es sogar möglich in Glas eingeschlossene Strukturen oder transparente Polymerbeschichtungen zu analysieren.

  • Analyse von Partikeln und kontaminierten Oberflächen

  • Defekte in Beschichtungen und Isolationen

Analyse von Partikel und Oberflächen-Verunreinigungen

Beispiel: Untersuchung eines kontaminierten CMOS-Chips

Das Bild unten zeigt die Ecke eines CMOS-Bildsensors. Um das Partikel in oder oberen linken Ecke (blauer Pfeil) zu identifizieren wurden an diesem sowie an anderen Stellen des Chips Messungen durchgeführt.

Viele visuell verschiedenen Positionen auf dem Chip haben ein ähnliches Spektrum (grün). Dies zeigt, dass der Chip mit einer Schutzschicht überzogen ist welche als Poly(Methylmethacrylat):Butadien identifiziert werden konnte. Die beiden rechteckigen Flächen (rote Pfeile) bilden eine Ausnahme, da sie im gesamten mittleren Infrarot keinerlei Absorptionsbanden aufweisen was auf eine saubere Metalloberfläche hinweist. Eine weitere Ausnahme ist die bereits erwähnte Verunreinigung in der oberen linken Ecke (blauer Pfeil). Das resultierende Spektrum (blau im Bild darunter) zeigt klar, dass die Verunreinigung ein Polyamid/Protein ist.

Lesen Sie die Applikationsnotiz über die Analyse einer CMOS-Chip-Leiterplatte (AN106).
Diese Applikationsnotiz behandelt die Analyse einer SMD-Drossel (AN100):

Fehler in Beschichtungen und Isolationen

Beispiel: Fehlerbestimmung der Kupferdrahtisolierung

Kupferlackdraht mit einem Durchmesser zwischen 0,02 und 6 mm wird hauptsächlich in elektronischen Spulen verwendet. Auf modernen Drähten wird dabei typischerweise eine sehr dünne Isolation in Form einer Polymerschicht aufgebracht. Beschädigungen in dieser Beschichtung können dramatische Folgen wie Leckströme oder Kurzschlüsse haben und zur Zerstörung des kompletten Schaltkreises nach sich ziehen.

Die Homogenität der Isolationsschicht wurde über eine Reihe von Reflexionsmessungen entlang der Drahtoberfläche ermittelt. Reflexionsmessungen auf dünnen Schichten zeigen sogenannte "Fringes" welche aufgrund interner Reflexionen auftreten. Diese Fringes manifestieren sich als sinusförmige Grundlinie des Spektrums und können zur Schichtdickenbestimmung herangezogen werden. Zur besseren Veranschaulichung ist die farbcodierte Darstellung der Schichtdicke im visuellen Bild eingeblendet. Für den überwiegenden Teil der Probe, konnte eine Höhe von ungefähr 25 μm ermittelt werden.

Jedoch ist ein Defekt in der Isolationsschicht erkennbar in Form eines Risses an dem die Isolationsschicht abgetragen wurde und einer dicker beschichteten Fläche mit dem überschüssigen Material.

Lesen Sie die Applikationsnotiz über die Analyse von Beschichtungen (AN130)

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