Análise Microspectroscópica de Falhas

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Análise de Partículas, Contaminantes e Inclusões.

Análise de Falhas
em Dispositivos Electrónicos

Dispositivos microelectrónicos são muito propensos a contaminações e até mesmo as menores partículas de poeira podem ter um impacto negativo na qualidade do produto. No entanto, a análise de dispositivos electrónicos é uma tarefa complexa, pois os sistemas modernos são altamente miniaturizados e compostos de todos os tipos de materiais diferentes.

Conhecimento sobre a composição química de uma contaminação irá, na maioria dos casos, revelar a origem e, portanto, permitir a resolução eficaz de problemas. A microscopia de infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) é uma ferramenta atraente para a análise de estruturas muito pequenas até a gama micrométrica e é capaz de identificar não só componentes orgânicos, mas também inorgânicos. Usando padrões de interferência (franjas) é possível determinar a espessura de camadas de isolamento na gama do micrómetro.

A microscopia Raman oferece a opção de analisar até mesmo estruturas debaixo de vidro ou revestimentos poliméricos protectores transparentes.

  • Análise de partículas e contaminações de superfícies

  • Defeitos em revestimentos e isolamentos

Análise de artículas e de contaminações de superfícies

Exemplo: Exame de um chip CMOS contaminado

A imagem abaixo mostra o canto de um chip de imagem CMOS. Para identificar a partícula no canto superior esquerdo (seta azul) foram realizadas medições na partícula e também em diferentes partes da montagem.

Muitas posições visualmente diferentes no chip têm um espectro semelhante (verde). Isto mostra que a maior parte da superfície é coberta por um revestimento protector que pode ser identificado como o polímero "Poli (metilmetacrilato): Butadieno". Como excepção, as duas áreas de contacto rectangulares (setas vermelhas) não mostram nenhuma absorção em toda a gama do infravermelho médio, o que indica superfícies metálicas limpas (veja o espectro vermelho abaixo). A outra excepção é a contaminação no canto superior esquerdo (seta azul). O espectro resultante (azul na imagem abaixo) mostra claramente que a contaminação é uma poliamida / proteína.

Leia a nota de aplicação sobre a análise de uma placa de circuito de chip CMOS (AN M106)
Veja exemplo da análise de contaminação numa bobina SMD (AN M100)

Defeitos em revestimentos e isolamentos

Exemplo: Determinação de defeito em isolamento de fio de cobre

O fio de cobre esmaltado é usado principalmente para construir bobinas electrónicas e tem tipicamente diâmetros na escala de 0.02 - 6 milímetros. Em fios modernos normalmente é aplicado um isolamento muito fino de filme de polímero. Defeitos neste revestimento podem ter efeitos dramáticos como fugas e curtos-circuitos que podem, em última análise, resultar na destruição de todo o circuito.

A homogeneidade da espessura da camada de revestimento foi analisada realizando uma linha de medições de reflexão sobre a superfície do fio. Medições de reflexão em camadas finas resultam nas chamadas franjas no espectro IV, resultantes de interferências internas. Estas franjas manifestam-se como uma linha de base sinusoidal do espectro e podem ser usadas para a determinação da espessura da camada. A imagem abaixo mostra um mapeamento codificado por cores da espessura da camada sobreposta à imagem visual. Determinou-se uma altura de cerca de 25 μm para uma larga área do fio.

No entanto, um defeito na camada de isolamento mostra uma fissura onde a camada foi removida e uma área mais espessa para onde o material em excesso foi movido.

Leia a nota de aplicação sobre análise de revestimentos (AN M130)

Informação adicional

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