Mikroelektronik

金相学Präparation mikroelektronischer Komponenten

Aufgrund der Größe und Komplexität von mikroelektronischen Komponenten kann ihre Präparation für die金相学分析eine Herausforderung darstellen。在diesel Anleitung信德die speziellen Techniken und Geräte beschrieben, die zur Gewährleistung eines effektiven und genauen kontrollierten Materialabtrags bei mikroelektronischen Proben mit reduzieraren Ergebnissen erforderlich信德。

Hier finden Sie die vollständige应用说明

Die Haupteigenschaften mikroelektronischer Komponenten

在den letzten 25 Jahren haben die Entwicklung and Fertigung elektronischer Geräte巨大的堡垒。Es gab Zeiten, in denen elektronische Bauteile groß und unförmige and in der Regel einzelnen auf großen Leiterplatten verlötet waren。

it der Entwicklung der ersten integrerten Schaltkreise (IC)开始die Miniaturisierung elektronischer Komponenten。ICs信德凯鹏华盈,verlässlicher, preisgünstiger herzustellen和leistungsstärker als verdrahtete Bauteile。ICs kombinieren主动Bauteile (wie晶体管和Dioden)和被动Bauteile (wie Widerstände und Kondensatoren) auf einer einzelnen Scheibe eines Halbleitermaterials (in der Regel Silizi爱游戏信誉um), die auch als Wafer bezeichnet wid, zu einem vollständigen elektronischen Schaltkreis。Diese Mikroelektronikchips werden dann auf einer Leiterplatte angebracht, die in eine elektronische Einheit eingebaut ward。

金相学

Die meisten mikroelektronischen Komponenten werden in Massenfertigung hergestellt,汽水Die Qualitätskontrolle normalerweise auf thermische Belastungstests beschränkt ist, um fehlerhafte Teile zu erkennen。Die Metallographie spielt allerdings eine wichtige roll bei:
  • Entwicklung, Design und Durchführung von Fehleranalysen von Komponenten auf芯片基础:槲寄生的Komponenten werden untersucht, um potenzielmikrovias, Risse, Hohlräume, Lotperlen, leitende Schichten oder verindungen zu erkennen。
  • Stichprobenuntersuchungen:在肥沃的土地上的节日durchgeführt。

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Abb 1: Einzelheit einer linearen IC mit Leiterbahnen, Widerständen, Vias und Kondensatoren in der Mitte

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Abb. 2: Querschliff eines硅晶圆mit Leiterbahnen einer IC

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第三名神甫:“我爱你,我爱你

Mikroelektronische Komponenten enthalten verschiedenste Werkstoffe, wie Glas, Keramik, Metalle and Polymere, die sehr unterschiedliche Eigenschaften haben。Die Probenpräparation erfordert kontrollierten Materialabtrag,嗯Die individuellen Eigenschaften der verschiedenen Werkstoffe zu erarbeiten。

Typische Prufungen:
  • Größe和费尔伦的脊椎,wie Hohlräumen, Einschlüssen和里森
  • 宾敦和哈夫通·冯·沃克斯斯托芬·索维·德伦Grenzflächen
  • 包装产品:schichdicke, Drähte, Lötverbindungen
  • Porosität keramischen Werkstoffen的und Risse
  • Planheit und Randschärfe (wobei sehr dünne Schichten zwischen den verschiedenen Werkstoffen bei hohen Vergrößerungen geprüft werden)

Aufgrund der Größe und Komplexität von mikroelektronischen Komponenten kann ihre Präparation für die金相学分析eine Herausforderung darstellen。Deswegen sind spezielle Techniken und Geräte erforderlich,嗯die erforderlich Präzision während des kontrollierten Materialabtrags sicherzustellen

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Abb 4: Beispiele für die Werkstoffzusammensetzung mikroelektronischer Komponenten

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Abb 5: Mehrschicht-Kondensator (1), gelötet auf eine Kupfermetallisierung der gedruckten Schaltung (2);Ermüdungsbruch (3), der durch das gesamte Lot verläuft

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Abb. 6a & b: Keramik mit Kupfer mit hoher Vergrößerung, die die unterschiedliche Planheit zeigt: a) Erstes Feinschleifen mit SiC-Folie/纸;b)一见钟情,一见钟情MD-LargoFeinschleifscheibe

Typen mikroelektronischer Proben

ausmaterialographischer Sicht umfast die Mikroelektronik drei Probentypen:

Silizium -晶片
在硅晶圆片的形式中,我们可以看到它的材料,Gefüge和化学的Zusammensetzung。ausdiesem Grund ist die materialgraphische分析von硅- wafern sowohl während der Entwicklungsphase einer elektronischen Komponente als auch für die Qualitätskontrolle von Bedeutung。

Dünne Scheiben des zylindrischen硅-锭werden mittels控制技术材料试验材料试验für die Analyse durch in der Regel die IR-Mikroskopie and die FTIR-Spektroskopie präpariert。Nach präzisem materialographischem Polieren werden die平行顺序Querschliffe des硅晶片in der nicht verkapselten Form geprüft。关于积分的Schaltkreise werden je nach Größe和艺术分析下的einem光照下的eletronenmikroskop untersucht。

IC-Bausteine和Bauteile
模具,焊接,焊接,焊接,焊接,焊接,焊接,焊接,焊接,焊接。材料设计,设计,生产技术和材料分析。德国,德国,德国,Lötperlen, leitfähigen和德国,德国,德国。

德国金相协会häufig包装行业。diesel Ziel kann nur mittels kontrollierten materialtrags identiiert and erreicht werden。Diskrete Bauteile, wie Kondensatoren, Widerstände usw。,werden ebenfalls materialographisch untersucht, um die Defekte der Geometrie und des Gefüges zu erkennen.

LeiterplattenLeiterplatten, auch gedruckte Schaltungen genannt, bestehen auseinem Trägermaterial ausglasfaserverstärktem Epoxid oder Keramik, darauf aufgebrachten Kupferschichten sowie durchkontaktierten Löchern, die (auch als“Vias”bezeichnet werden)。


Die Probenpräparation für Leiterplatten dient dazu, defkte im Substratmaterial zu finden。Alle maßgeblichen工业标准和诺曼verlangen eine材料信息Prüfung der Qualität von Lötverbindungen auf einer Leiterplatte。Zu diesem Zweck win Testcoupon entnommen und präpariert, sodass die Bohrungsmitte des via as unter einem Mikroskop untersucht werden kann。埃因·维特尔Prüfung基尔施里芬镇的黄金镇Kohärenz和贝希赫特通根镇的迪克·冯·贝希赫特通根镇geprüft维尔登。

Herausforderungen beider Präparation von mikroelektronischen Proben

北方控制装置和设备Zielpräparation von mikroelektronischen proen treten drei Herausforderungen besonders häufig auf。

Die geringen Abmessungenverlangen spezielle Geräte und entpreschendes Zubehör, die für die Handhabung sehr kleiner Proben geeignet信德。奥夫格伦德阿梅松根,米克米特雷希的正常的智慧,在欧赫贝施里滕的维德特林恩和施莱芬höhere Genauigkeit als üblich erforderlich。

材料模具,在雷格里,在金属里,在金属里,在金属里,在金属里,在金属里,在金属里,在金属里,在金属里。die verlangt妥协贝德瓦尔德Präparationsmethode und Parameter, die sorgfältig auf die vorgegebenen Anforderungen abgestimmt werden müssen。

材料 abtrag Und eine genaue Praparation信德unerlässlich, wenn kleine Ziele untersucht werden。Die Prüfung einer金相学探针umfast häufig Die Untersuchung eines bestimmten Bereichs des packings verbundener Chips。Das kann sehr zeitaufwändig sein, da für den kontrollierten Materialabtrag eine Technik mit manuellem Schleifen mit anschließ endm Prüfen verwendet wid . h wiederholtes Schleifen und Prüfen, bis Das Ziel sichtbar ist und poliert werden kann。

在der Forschung und bei der Fehleranalyse kann das Verfehlen eines Ziels beim manuellen Schleifen mit anschließ endm Prüfen den Verlust einer einmaligen und teuren Probe bedeuten。ausdiem Grund werden zuneemund automatimeshentite and optimite Lösungen verwendet, die sich durch hohe mechanische Präzision, optische Messeinheiten and spezielle Probenhalter auszeichnen。

Häufig auftretende Probleme bei der Präparation von mikroelektronischen Proben:
  • Trennen:硅晶片,玻璃晶片。
  • Einbetten:机械形态与热形态Beschädigung。
  • 施莱芬:Brechen der spröden Bestandteile, wie Glasfasern oder Keramik
  • Polieren: Verschmieren weicher Metalle;浮雕aufgrund von Härteunterschieden der Werkstoffe einer Komponente;Siliziumkarbid和Diamantpartikel im Lot


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神甫7:埃纳二极管的Erkennung eines Risses

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Abb 8: Querschliff durch einen alten Mehrschicht-Keramikkondensator mit Ermüdungsrissen der Lötverbindung

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Abb. 9: Großer Hohlraum in einer Lötverbindung auf einer Leiterplatte(50倍)

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10号神甫:《河中之河与河》Lötverbindung《河中之河》(200倍)

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11号神甫:Querschliff von Lotperlen, DIC

Präparation von mikroelektronischen Komponenten: Trennen & Einbetten

Trennen mikroelektronischer Proben

Je nach Größe和zerbrechlickeit der mikroelektronischen Komponente oder Baugruppe ist vor dem Trennen möglicherweise Einbetten erforderlich,嗯die Teile oder Komponenten zusammenmenzuhalten and so mechanische Beschädigungen zu vermeen。

在世界上最伟大的地方,在世界上最伟大的地方,在世界上最伟大的地方,在世界上最伟大的地方,在世界上最伟大的地方。Nach dem Trennen der Probe wid Restmaterial vorsichtig abgeschliffen。密特姆·沃尔格亨维尔达斯西科·冯·里斯比尔顿根贝·克拉米辛·沃克斯斯托芬,阿斯普利特伦根·冯·斯希滕奥德尔·Lötstellen维林格特。

Beim Trennen von mikroelektronischen Komponenten steht, je nach Art der zu untersuchenden mikroelektronischen Probe, eine groe Auswahl von Präzisionstrenngeräten zur Verfügung:
  • 特伦南·冯·昆斯特斯托芬:海尔·埃弗伦和海尔·埃克特伦斯特芬(E1D20) oder Diamanttrennscheiben mit Kunststoffbindung (B0D20).
  • Große Komponenten: Hier empfehlen wirSecotommit elektroplattierten Diamanttrennscheiben (Durchmesser: 20 mm oder, für dünnere Schnitte, 15 mm)。
  • 埃因泽恩,kleine oder zerbrechliche Komponenten: Hier empfehlen wirAccutom, es können aber auch kleinere Trennscheiben verwendet werden。
  • Mobiltelefon oder eine mit Komponenten bestückte Leiterplatte: Hier emfehlen wir ein Gerät mittlerer Größe, wieSecotom

Einbetten mikroelektronisen

小电光,小波峰,小波峰,小波峰,小波峰,小波峰,小波峰,小波峰für暖茵。让我们的生活更加美好。Allerdings sind bestimmte Akrylharze zum Kalteinbetten ungeeignet, da sie hohe Aushärtetemperaturen entwickeln und sich die gebildete Wärme negativ auf Lot und Polymere auswirken kann und da die hohe Schrumpfung硅晶硅片zerbrechen kann。

Einbettmethode muss an Die Analysemethode angepailsden:
  • Regelmäßig einbetttungen, die unter einem Lichtmikroskop untersucht werden: durchlässige环氧- einbettmittel (ProntoFixEpoFix
  • Füllen von Hohlräumen und Poren: Vakuumimprägnierung
  • 蓝滤和橙滤在einem Lichtmikroskop: Zumischen eines fluoreszierenden farbstoff (EpoDye) zum环氧- einbettmittel erhöht den Kontrast von Hohlräumen und Rissen
  • Sehr kleine Vias: Transparentes Einbettmittel mit geringer Viskosität, das schnell in die Löcher fly ßt。
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Präparation von mikroelektronischen Komponenten: Schleifen und Polieren

Abhängig von der Größe der mikroelektronischen Komponenten and under Anzahl der zu präparierenden Proben kann eine von drei Methoden zum Schleifen and Polieren verwendet werden: manuell, halbautomatich oder automatich。

在那片大地上,在那片大地上,在那片大地上,在那片大地上,在那片大地上,在那片大地上,在那片大地上,在那片大地上,在那片大地上。

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Abb. 12: Riss und Bruch einer Glasdiode durch Grobschleifen mit SiC-Folie/Papier

emfohlener 3-stufiger Prozess zum Schleifen和Polieren von Parallel und Querschliffen

1.Schritt:
在地球上航行,在地球上航行,在地球上MD-Largo), nicht durch Schleifen mitSiliziumkarbidfolie /纸

2.Schritt:
嗯,在地球上的生命,在世界上的生命和生命中。信德·施莱夫·帕特尔与金属的联系eingedrückt,与钻石的联系,与上帝的联系。

3.Schritt:
硅酸二氧酯(OP-U NonDry) für kurze Zeit um Relief zu vermeiden。

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第十三神甫:那是一种安慰,那是一种安慰Härte那是一种安慰

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第十四神甫:钻石

Manuelle Präparation von mikroelektronischen Komponenten

Bei der manuellen Präparation von nicht verkapselten硅晶片和包装ist TriPod ein nützlicher Helfer beim manuellen Schleifen mit anschließ endm Prüfen。贝diesem Verfahren weine Schleiffolie mit einer Korngröße von 30 μ m bis 0,05 μ m auf einer Glasplatte befestent und die探针manuell geschliffen und poliert。

Halbautomatische Zielpräparation von mikroelektronischen Komponenten

贝姆halbautomatischen kontrollierten Materialabtrag sice - folie / paperier verwendet。我们的恩爱之死AccuStop奥得河AccuStop-T, für sowohl eingebettete als auch niht eingebettete mikroelektronische Komponenten。Wenn mehere Proben auf etwa 50 μ m vor dem Ziel abgeschliffen sind, werden die Proben ausAccuStopentnommen und zum feinschlefen und Polieren jeder einzelnen Probe in ein halbautomatisches Gerät eingesetzt。

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表1:Präparationsmethode für mikroelektronische Komponenten, eingebettet, Durchmesser 30 mm

Vollautomatische Zielpräparation von mikroelektronischen Komponenten

Für den vollautomatischen kontrollierten materialtrag empfehlen wiir in automatisches Gerät, wieTargetSystem.Der gesamte Präparationsprozess dauert, einschließlich Trennen, 45-60分钟。

TargetSystem führt vor der Präparation ein Ausrichten und Messen der Probe durch, an das sich das Schleifen und Polieren anschließt。Im Falle von sichtbaren Zielen erfolgt dies mithilife eines Videosystems, bei nicht sichtbaren Zielen mit einem Röntgengerät。Das Gerät ermöglicht einen kontrollierten Materialabtrag mit Quer und Parallelschliffen eingebetteter and niht eingebettete proen mit einer Genauigkeit von±5 μm。

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Abb 15:目标- z视频zum定位和Messen sichtbararer Ziele

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Abb 16: Röntgenaufnahme einer Probe mit nicht sichtbaren Zielen

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神甫17:在视频中探测mit sichtbarem Ziel

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第18名:Halter mit Probe and Angabe der Abstände, die automatisch gemessen and berechnet werden

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表2:Präparationsverfahren für die Zielpräparation mikroelektronischer Komponenten

Bewährte Methoden在unserem e-Metalog中找到Sie

Die Wahl von Schleif und Polieroberflächen und -suspensionen sollte von Ihren Anforderungen an abtragert, Planheit, Relief, Randschärfe und Verschmieren beestimmt werden。Unser e-Metalog enthält rund 25 Spezialmethoden für elektronische Bauteile, die eine breite Auswahl an Werkstoffkombinationen und Präparationsanforderungen abdecken。这是多么奇怪的事啊。
Weitere Informationen

Ätzen mikroelektronischer Proben

Mikroelektronische Komponenten enthalten verschiedene Werkstoffe, die Licht jewelils unterschiedlich reflektieren。Der dadurch erhaltene Kontrast reicht normalerweise aus,嗯auf Ätzen verzichten zu können。Wenn Ätzen dennoch erforderlich sein sollte, empfehlen wir Endpolieren mitkolloidalem Silizium, da Lot und Kupfer dadurch etwas angeätzt werden。Verwenden Sie für das Endpolieren die悬挂OP-S NonDry, der sie eine geringe Menge wasserstoffperoxide (3%) zugeben。Kontrollieren Sie die Probe nach 30 Sekunden, um ein übermäßiges Ätzen zu vermeiden。战争柴油Zeitraum niht lang genug, fahren Sie mit dem Ätzen在kurzen Schritten堡。

Unsere Empfehlung für Ätzmittel für Kupfer und Kupferlegierungen in mikroelektronischen Komponenten:
25毫升瓦塞尔
25毫升氢氧化铵
0,5-10 ml wasserstoffperoxide (3%)

Um den Kontrast eines Gefüges weiter zu verstärken, empfehlen wir folgende Beleuchtungstechniken:
  • 邓克尔菲尔德:zum Erkennen von Rissen在keramischen Werkstoffen
  • 差分干涉和偏振光:zum Erhöhen des Kontrastes oder Farbe beestimmter Werkstoffgefüge
拉登sie die vollstÄndige应用笔记MIT prÄparationsmethoden herunter

Zusammenfassung

集成电路,硅晶片和Leiterplatten sind wictige Bausteine moderner eletronischer Geräte。贝dem设计,德恩特威克隆和法赫勒分析柴油微电子产品Komponenten spielt die金相学eine entesende Rolle。

集成电路,硅晶片和Leiterplatten lassen sich jedoch nicht ohne Weiteres für die金相分析präparieren。ICs sind klein, weisen eine几何结构的复杂的方法和方法häufig ausverschiedenen Werkstoffen, wie金属,玻璃奥德克拉米克。达赫斯特在材料的控制和使用上,施莱芬和Polieren在这方面的建议,在这方面的建议,在这方面的建议。

mithillife von Spezialzubehör (AccuStop) konann der manuelle und halbautomatische kontrollierte Materialabtrag vereinfacht werden。在德国的vollautomatischen Zielpräparation bietet目标系统von Struers在schnelles, präzises Schleifen和Polieren。额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额,额Tüchern。

Ein Ätzen ist bei mikroelektronischen Komponenten normalerweise nicht erforderlich。Sollte es dennoch erforderlich sein, empfehlen wir ein Endpolieren mit kolloidalem Silizium, da Lot und Kupfer dadurch etwas angeätzt werden。

Erfahren Sie mehr über andere Werkstoffe

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Holger Schnarr

Alle Abbildungen von Kelsey Torboli, Anwendungsspezialistin,美国
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