Produktfehler können sowohl für den Kunden als auch für den Hersteller dramatische Folgen haben. Schlimmstenfalls führen sie zu Personenschäden, Schadensersatzansprüchen, Produktionsausfällen und Imageschäden. Daher ist eine effektive Fehleranalyse notwendig, um solche Szenarien so weit wie möglich zu vermeiden.
Es gibt viele Arten von Defekten, die zum Produktausfall führen können. Partikel in pharmazeutischen Produkten wie flüssigen Formulierungen sind ein potentielles Gesundheitsrisiko für den Patienten. Der Ausfall von Polymeren und Kunststoffen wird oft durch eine falsche Zusammensetzung oder eine inhomogene Verteilung der verwendeten Komponenten verursacht. Verunreinigungen wie Partikel oder Einschlüsse sind in vielen Produkten generell unerwünscht und stellen gerade in elektronischen Bauelementen ein Problem dar.
Da solche Defekte oft extrem klein sind oder eine räumlich aufgelöste Analyse erfordern, sind sie schwer oder gar nicht durch eine makroskopische Messung zu analysieren. Daher erfordert die Fehleranalyse typischerweise die Verwendung mikroskopischer Verfahren. Zur Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften von Defekten wird optische und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) angewendet. Zusätzlich liefert die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) Informationen über die Elementzusammensetzung.
Ein entscheidender Faktor für eine effiziente Fehleranalyse ist jedoch eine schnelle und genaue Identifikation der chemischen Zusammensetzung des defekten Produktes. Infrarot- und Raman-Spektroskopie sind leistungsfähige Methoden, um die Identität von organischen und auch anorganischen Materialien zu bestimmen.
Das FT-IR Mikroskop LUMOS und das Raman-Mikroskop SENTERRA II sind leistungsfähige Werkzeuge für die Defektanalyse da sie es ermöglichen die chemische Zusammensetzung überall auf einer Probe mit einer hohen lateralen Auflösung zu bestimmen.
Beispiele von Fehleranalysen:
Die FT-IR Spektroskopie nutzt unsichtbares infrarotes Licht und analysiert die Absorptionsintensität bei bestimmten Wellenlängen. Das IR-Spektrum einer Probe spiegelt dessen molekulare Zusammensetzung, ähnlich eines chemischen Fingerabdrucks (siehe Abbildung unten), wider. Sowohl organische als auch anorganische chemische Komponenten tragen zum Probenspektrum bei. Daher können gleichermaßen Reinstoffe und komplexe Materialen identifiziert werden. Darüber hinaus ist die Quantifizierung einzelner Komponenten innerhalb des analysierten Materials möglich. Für die meisten Proben kann die IR-Analyse ohne Probenpräparation und ohne Verbrauchsmaterialien durchgeführt werden.
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LUMOS II ist ein kompaktes FT-IR-Mikroskop mit smarter Automatisierung aller Hardwarekomponenten. Neben Transmission und Reflexion bietet es ATR-Messungen in höchster Qualität und kann Proben ohne Probenvorbereitung analysieren. Gepaart mit einer intuitiven Bedienung werden mikroskopische IR-Analysen schnell und einfach durchgeführt. Die Software führt den Benutzer Schritt für Schritt durch den Prozess der Messvorbereitungen und Datenerfassung. Dabei stellt die Benutzeroberfläche stets nur jene Funktionen bereit, die zum Fortfahren benötigt werden. Konzipiert für Routine-Anwendungen und FT-IR-Unerfahrene bietet das LUMOS II jedoch auch außergewöhnliche Messempfindlichkeit für anspruchsvollste Anwendungen und IR-Experten.
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Die Ramanspektroskopie wertet das inelastisch gestreute Licht eines Laserstrahls aus. Auf den ersten Blick sieht ein Ramanspektrum wie ein Infrarotspektrum aus, tatsächlich aber beinhaltet das Ramanspektrum aber komplementäre Informationen und zeigt schmalere Banden. Ramanspektroskopie ist besonders für anorganische Proben geeignet bei denen die Infrarotspektroskopie oftmals nur eingeschränkte Informationen bietet.
Weiterhin bietet die Ramanmikroskopie die Möglichkeit nichtinvasiv und sogar innerhalb von geschlossenen Behältnissen wie Glasgefäßen oder durch Wasser hindurch zu messen. Transparente Proben können mittels Tiefenprofilierung analysiert werden wo beispielsweise mehrlagige Polymerfolien mit einer hohen Tiefenauflösung im Mikrometerbereich charakterisiert werden können.
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