ANYAGTUDOMÁNYI VIZSGÁLATI MÓDSZEREK AZ ELEKTRONIKAI HIBAANALITIKÁBAN

Az előadások a következő témára: "ANYAGTUDOMÁNYI VIZSGÁLATI MÓDSZEREK AZ ELEKTRONIKAI HIBAANALITIKÁBAN"— Előadás másolata:

1 ANYAGTUDOMÁNYI VIZSGÁLATI MÓDSZEREK AZ ELEKTRONIKAI HIBAANALITIKÁBAN
BALOGH BÁLINT, HARSÁNYI GÁBOR, GORDON PÉTER, KOVÁCS RÓBERT, HARKAI ENDRE, NAGYNÉMEDI CSABA, RIGLER DÁNIEL 1

2 TARTALOM Elektronikai gyártmányok hibaanalitikája
A legfontosabb alkalmazott analízis módszerek, eszközök Esettanulmányok 2

3 HIBAANALITIKA az a folyamat, melynek célja a hibaok meghatározása. NEM hibadetektálás, hanem részletes vizsgálat: adatok, információk gyűjtése, elemzése, megfelelő következtetések levonása, melyek alapján megelőző intézkedések vezethetők be. 3

4 HIBÁK CSOPORTOSÍTÁSA gyártási folyamat során használat során
forrasztás előtt forrasztás közben forrasztás után használat során Gyakori hibajelenségek whisker képződés sírkő forrasz felkúszás (wicking) hídképződés zárványosodás nyitott kötés forraszgolyó elektrokémiai migráció intermetallikus kiválások 4

5 ANALÍZIS MÓDSZEREK optikai mikroszkópia metallográfiai vizsgálat
röntgenes szerkezetvizsgálat pásztázó akusztikus mikroszkópia pásztázó elektronmikroszkópia egyéb topográfia vizsgálatok anyagösszetétel meghatározási módszerek EPMA, XRF, XPS, AES, SIMS, FT-IR 5

6 RÖNTGENES SZERKEZETVIZSGÁLAT
rejtett kötések hibái zárványok forrasztott kötések pontos geometriája 6

7 GEOMETRIAI NAGYÍTÁS Röntgen forrás detektor minta Forrás: Dage
F=D(B/A) félárnyék N=K/T=1+B/A nagyítás R=D(B/(A+B)) felbontás A:fókusz-tárgy táv, B: tárgy-detektor táv, D:fókusz átmérő, K:kép méret, T:tárgyméret Forrás: Dage

8 FELBONTÓKÉPESSÉG - FÓKUSZMÉRET
Forrás: Phoenix X-ray 8

9 KÉPALKOTÁS A MINTÁRA NEM MERŐLEGES RÖNTGENSUGÁRRAL
Detektor döntése Minta döntése detektor minta röntgencső Forrás: Dage 9

10 BGA FORRASZTÁSOK VIZSGÁLATA
A hibák többsége csak a detektor különböző szögű döntésével mutatható ki. rövidzár szakadás 10

11 DEFORMÁLÓDOTT BGA GOLYÓK

12 SAM - PÁSZTÁZÓ AKUSZTIKUS MIKROSZKÓPIA
Röntgennel láthatatlan hibák: rétegelválások (delamináció), törések, zárványok műanyagokban roncsolásmentes kimutatása. SAM kép fentről – delamináció SO IC röntgenképe 12

13 PÁSZTÁZÓ AKUSZTIKUS MIKROSZKÓPOS VIZSGÁLAT ELVE
impedancia sűrűség terjedési sebesség vevő adó/vevő közeg: ioncserélt víz közeg határokról visszavert hullámok áthaladó hullám vizsgált minta Z1 Z2 Közeghatárokon visszaverődés: vizsgálhatóság feltétele – az akusztikus impedanciák különbözzenek reflexiós tényező

14 KÉPALKOTÁSI MÓDOK A-scan: egy pont felett detektált hullámforma
B-scan: vonalmenti „metszeti” kép - az egyes pontokban mért hullámformákból C-scan: horizontális „sík” metszet – a hullámformák egy adott időablakban lévő intenzitásából az összes pontban alkotott kép. Fizikailag nincsenek egy síkban!

15 A-SCAN (HULLÁM) – C-SCAN (KÉP)

16 FÓKUSZÁLÁS Forrás: Sonix Amplitude = 42% Time =10.5 us

17 XRF – RÖNTGENFLUORESZCENS SPEKTROSZKÓPIA
pontos összetétel meghatározás RoHS megfelelőségi mérések 17

18 PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA
FEI Inspect S50, Bruker Quantax 18

19 DETEKTOR TÍPUSOK – BSE A+B
Compo üzemmód rendszám-kontraszt

20 DETEKTOR TÍPUSOK – BSE A

21 DETEKTOR TÍPUSOK – BSE B

22 DETEKTOR TÍPUSOK – BSE A-B
Topo üzemmód topográfiai információ

23 DETEKTOR TÍPUSOK - SE

24 BSE vs. SE

25 NEM NEDVESÍTETT KIVEZETÉS
25

26 NEDVESÍTÉSI PROBLÉMA OKA: KÉN TARTALMÚ SZENNYEZŐDÉS
S – kén szennyeződés, ami csak a nem nedvesített kivezetésen található meg Al – valójában Br, ami flux maradványban található. Ha <5% a koncentrációjuk, akkor csúcsaik nem különböztethetők meg. 26

27 NEM NEDVESÍTETT KIVEZETÉS – X-SEC
27

28 NEM NEDVESÍTETT KIVEZETÉS – X-SEC
28

29 TÖRETFELÜLET ANYAGVIZSGÁLATA
29

30 TÖRÉS UTÁNI X-SEC melyik rétegben tört el? 30

31 WHISKER – TISZTA ÓN BEVONAT