Elektronik Bileşenlerin Arıza Analizi

Mikroelektronik cihazlar kirlenmeye çok eğilimlidir ve en küçük toz parçacıkları bile ürün kalitesi üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir. Bununla birlikte, modern sistemler oldukça minyatürleştirildiği ve her türlü farklı malzemeden oluştuğu için elektronik cihazların analizi karmaşık bir iştir.

Bir kirliliğin kimyasal bileşimi hakkındaki bilgi çoğu durumda kaynağı ortaya çıkaracak ve dolayısıyla etkili sorun gidermeye olanak sağlayacaktır. 

Fourier Dönüşümü Kızılötesi (FTIR) mikroskobu, mikrometre aralığına kadar çok küçük yapıların analizi için cazip bir araçtır ve yalnızca organik değil, aynı zamanda inorganik bileşenleri de tanımlayabilir. Girişim desenleri (saçaklar) kullanılarak, mikrometre aralığındaki yalıtım katmanlarının kalınlığını belirlemek mümkündür. 

Raman mikroskobu, cam veya şeffaf koruyucu polimer kaplamaların altındaki yapıları bile analiz etme seçeneği sunar.

- Parçacıkların ve yüzey kirliliğinin analizi

- Kaplama ve yalıtımlardaki kusurlar

- Parçacıkların ve yüzey kirliliğinin analizi

Örnek: Kirlenmiş bir CMOS Çipinin incelenmesi

Aşağıdaki resimde CMOS görüntüleme çipinin köşesi gösterilmektedir. Sol üst köşedeki parçacığı tanımlamak için (mavi ok) parçacık üzerinde ve ayrıca düzeneğin farklı kısımlarında ölçümler yapıldı. Çip üzerindeki görsel olarak farklı konumların çoğu benzer bir spektruma (yeşil) sahiptir. Bu, yüzeyin çoğunun “Poli (metilmetakrilat): Bütadien” polimeri olarak tanımlanabilen koruyucu bir kaplama ile kaplandığını gösterir. İstisna olarak, iki dikdörtgen temas alanı (kırmızı oklar), temiz metal yüzeyleri gösteren orta kızılötesi aralığın tamamında emilim göstermemektedir (aşağıdaki kırmızı spektruma bakın). Diğer istisna, sol üst köşedeki kirlenmedir (mavi ok). Elde edilen spektrum (aşağıdaki resimde mavi) kontaminasyonun bir poliamid / protein olduğunu açıkça göstermektedir.

CMOS çip devre kartının analizi hakkında bir M106 Uygulama Notunu okuyun.

SMD gaz kelebeği üzerindeki kontaminasyon analizi örneği hakkında M100 Uygulama Notuna bakın.

- Kaplama ve yalıtımlardaki kusurlar

 Örnek: Bakır tel yalıtımındaki kusurun belirlenmesi

Emaye bakır tel esas olarak elektronik bobinler oluşturmak için kullanılır ve tipik olarak 0,02 – 6 mm aralığında çaplara sahiptir. Modern tellerde genellikle polimer filmden çok ince bir yalıtım uygulanır. Bu kaplamadaki kusurlar, sonuçta tüm devrenin tahrip olmasına neden olabilecek sızıntı ve kısa devreler gibi çarpıcı etkilere sahip olabilir.

Kaplama tabakası kalınlığının homojenliği, tel yüzeyinde bir dizi yansıma ölçümü yapılarak analiz edildi. İnce tabakalar üzerindeki yansıma ölçümleri, iç parazitlerden kaynaklanan IR spektrumunda sözde saçaklara neden olur. Bu saçaklar kendilerini spektrumun sinüzoidal bir temeli olarak gösterir ve tabaka kalınlığının belirlenmesi için kullanılabilir. Aşağıdaki resim, görsel görüntünün üzerine bindirilmiş katman kalınlığının renk kodlu bir eşlemesini göstermektedir. Telin geniş bir alanı için yaklaşık 25 µm yükseklik belirlenmiştir.

Bununla birlikte, yalıtım katmanındaki bir kusur, katmanın çıkarıldığı bir çatlak ve fazla malzemenin taşındığı daha kalın bir alanı gösterir.

Kaplamaların analizi hakkında bir M130 Uygulama Notunu okuyun.