Analyse microscopique de défauts

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Les composants en microélectronique sont très vulnérables aux contaminations et les plus petites particules de poussière peuvent avoir un impact négatif sur la qualité du produit. Cependant, l'analyse des composants électroniques est une tâche complexe car les systèmes sont miniaturisés et comprenant une grande variété de matériaux différents.

La connaissance de la composition chimique d'une contamination révèlera dans la plupart des cas l'origine et permettra donc un résolution efficace du problème. La microscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) est un outil intéressant pour l'analyse de très petites structures jusqu'au micromètre et est capable d'identifier non seulement des composants organiques mais aussi inorganiques. En utilisant le principe des franges d'interférence, il est possible de déterminer l'épaisseur des couches isolantes, dans la gamme du micromètre.

La microscopie Raman offre la possibilité d'analyser les structures sous le verre ou des revêtements polymères protecteurs transparents.

  • Analyse de particule et de contamination de surface

  • Défaut de revêtements et des isolants

Analyse de particule et de contamination de surface

Exemple : Etude de contamination sur une puce CMOS

L'image ci-dessous montre le coin d'une puce CMOS en imagerie. Afin d'identifier la particule dans le coin supérieur gauche (flèche bleue), des mesures ont été effectuées sur la particule ainsi que sur différentes parties de l'ensemble.

De nombreuses positions visuellement différentes sur la puce ont un spectre similaire (vert). Ceci montre que la plus grande partie de la surface est recouverte d'un revêtement protecteur qui peut être identifié comme étant le polymère "Poly (méthacrylate de méthyle): Butadiène". A titre exceptionnel, les deux zones de contact rectangulaires (flèches rouges) ne montrent aucune absorption sur toute la zone infrarouge moyenne qui indique des surfaces métalliques propres (voir le spectre rouge ci-dessous). L'autre exception est la contamination dans le coin supérieur gauche (flèche bleue). Le spectre obtenu (bleu dans l'image ci-dessous) montre clairement que la contamination est un polyamide / protéine.

Accéder à la note d'application sur l'analyse de puce CMOS sur un circuit imprimé (AN M106)
Voir l'exemple d'analyse de contamination sur bobine d'induction SMD (AN M100)

Défaut de revêtement et des isolants

Exemple : Détermination de défaut dans l'isolant d’un fil de cuivre

Le fil de cuivre émaillé est principalement utilisé pour la construction de bobines électroniques, de diamètre allant de 0,02 à 6 mm. Les fils modernes ont une isolation très mince comprenant un film de polymère. Les défauts dans ces revêtements peuvent avoir des conséquences dramatiques, ainsi des fuites de courant et des courts-circuits peuvent entraîner la destruction de l'ensemble du circuit.

L'homogénéité de l'épaisseur de la couche de revêtement a été analysée en effectuant une ligne de mesures en réflexion sur la surface du fil. Des mesures en réflexion sur des couches minces se traduisent par des franges dans le spectre IR, provenant d'interférences internes. Ces franges se manifestent comme une ligne de base sinusoïdale du spectre et peuvent être utilisées pour la détermination de l'épaisseur de couche. L'image ci-dessous montre une cartographie codée par couleur de l'épaisseur des couches superposée à l'image visuelle. Une hauteur d'environ 25 μm a été déterminée sur une large zone du fil de cuivre.

Un défaut dans la couche isolante montre une fissure où la couche a été enlevée et une zone plus épaisse où le matériau en excès a été déplacé.

Accéder à la note d'application sur l'analyse de revêtement (AN M130)

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