Download als PDF (384 Kb) - Struers

wäscht sich bei der Politur leicht
aus. Die Epoxidharzmatrix der
Leiterplatte hat eine ähnliche Härte
wie das Kupfer, beim Schleifen
brechen allerdings die härteren
Glasfasern sehr leicht aus.
Im nächsten Abschnitt werden zwei
Präparationsmethoden zur Gefügeentwicklung
vorgestellt.
Anschließend wird die Anwendung
dieser Verfahren auf unterschiedliche
Materialkombinationen erläutert.
3. Präparation und
Gefügeentwicklung
Die metallographische Präparation
unterteilt sich in folgende Arbeitsschritte:
I Optische Inspektion
II Probennahme und Einbetten
III Schleifen und Polieren
IV Lichtmikroskopische Gefügeauswertung
Präparationsmethode 1 Schleifen Polieren
I Optische Inspektion
Zunächst ist eine makroskopische
Untersuchung des Aufbaus des
Verbundwerkstoffes erforderlich.
Hier werden kritische Stellen gesichtet
und offensichtliche oder
mögliche Fehlerorte markiert, z.B.
schlechte Lötverbindungen, Risse in
Bauelementen oder Defekte am
Leiterplattenmaterial, die dann mit
anderen Methoden weiter untersucht
werden. Die Ursachen verdeckter
Fehler, z.B. elektrische Unterbrechungen
oder Kurzschlüsse,
können teilweise zerstörungsfrei
mittels Ultraschallmikroskopie oder
Röntgendurchstrahlung analysiert
werden. Die Lage der Schliffebene
wird auf die Orientierung der darzustellenden
Details abgestimmt
und z.B. im Bestückplan markiert.
Ist der Fehlerort gefunden, wird die
Schliffebene festgelegt.
Stufe 1-4 5 6 7 8
Unterlage Schleifpapier Plan-O-Grip DP-Dur DP- Dur OP-Chem
Abrasiv SiC Diamant Diamant Diamant OP-S
Korngröße # 180-1200 6 µm 6 µm 1 µm 0,25 µm
Schmiermittel Wasser „Lubrikant blau“ „Lubrikant rot“ „Lubrikant rot“
Rotation [U/min] 300 250 250 150 150
Zeit [min] bis plan 10-20 5-10 2 0,5
Präparationsmethode 2 Schleifen Polieren
Stufe 1 2 3 4 5
Unterlage Schleifpapier MD-Largo DP-Dur DP- Dur OP-Chem
Abrasiv SiC Diamant Diamant Diamant OP-S
Korngröße # 180 9 µm 6 µm 1 µm 0,25 µm
Schmiermittel Wasser „Lubrikant blau“ „Lubrikant rot“ „Lubrikant rot“
II Probennahme und Einbetten
Dieser Punkt wurde schon im ersten
Teil (Structure 32) ausführlich
behandelt. Wichtig zu erwähnen ist
auf jeden Fall, daß die Probe beim
Trennen in keinster Weise geschädigt
und beim Einbetten keine Wärme
in die Proben eingebracht werden
darf, da schon geringe thermische
Einwirkungen zu Gefügeveränderungen
führen können. Zum
Trennen eignet sich eine einfache
Laubsäge bei Leiterplattenbaugruppen
und eine Diamanttrennsäge
bei Keramikverbunden.
Bei gealterten Proben empfiehlt es
sich, die Proben vorm Trennen einzubetten.
Eingebettet werden sollte
grundsätzlich unter Vakuum, um
Hohlräume unterhalb der Bauelemente
zu vermeiden.
Epoxidharz eignet sich aufgrund
seiner niedrigen Aushärtetemperatur
und seiner geringen
Viskosität besonders zum Einbetten
von elektronischen Werkstoffverbunden.
Ein weiterer Vorteil
liegt in der Durchsichtigkeit des
Einbettmaterials, da sich so eine
gute Zielpräparation durchführen
läßt. Ein Problem des Einbett-mittels
ist seine geringe Härte (ca.
280 HU) gegenüber der Keramik
(17000 HU), die bei zu langen
Polierzeiten unweigerlich zu starker
Kantenabrundung der keramischen
Probenteile führt.
III Schleifen und Polieren
Zwei Präparationsmethoden eignen
sich besonders zum Präparieren von
Verbundwerkstoffen. Diese sind in
Tabelle 2 aufgeführt. Bei der
Präparationsmethode 1 wird die
Probe mit SiC-Papier in mehreren
Stufen bis 1200er Körnung feingeschliffen
und anschließend auf
Seidentüchern mit Diamantsuspension
poliert.
Bei der Präparationsmethode 2
wird die Probe auf 180er SiC-
Schleifpapier plangeschliffen, auf
der MD-Largo Scheibe von Struers
mit Diamantsuspension feingeschliffen
und anschließend mit
Seidentüchern und Diamantsuspension
poliert. Bei beiden Methoden
findet eine Feinpolitur mit
OP-S Suspension statt. Die Anwendbarkeit
der Methoden hängt
von der Materialkombination ab.
Verwendung finden polykristalline
Diamantsuspensionen.
Die Abtragsrate ist von folgenden
Faktoren abhängig:
Mischungsverhältnis von
Diamantkörnern und Lösungsmittel
Die Abnutzung des Schleifpapiers
und des Poliertuches
Die Sauberkeit der Tücher
Die Art des verwendeten Schmiermittels
wirkt sich ebenso auf die
Qualität der Präparation aus.
Schmiermittel auf Alkoholbasis bewirken
eine höhere Abtragsrate
aber auch eine höhere Verformungstiefe.
Bei ölhaltigen Schmiermitteln
Rotation [U/min] 300 300 250 150 150
Zeit [min] bis plan ca.5 ca.1 ca.0,5 0,5
Tabelle 2:
Präparationsmethode 1 und 2
13