Download als PDF (384 Kb) - Struers

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

18c: Querschliff durch Au-Drahtbond, lichtmikroskopische Aufnahme 18a: Übersicht Transistor 18: Röntgendurchstrahlung des Transistors Bilder 18a-d: Zielpräparation an einem Transistor 4.3 Silizium und Glasdioden Silizium und Glas sind spröde Materialien. Um „echte“ (d. h. in der angelieferten Probe vorhandene) Risse von Präparationsartefakten unterscheiden zu können, ist eine sehr vorsichtige Präparation notwendig. Diese Materialien sollten nur mit feinem Schleifpapier geschliffen werden. Anschließend wird solange poliert bis eventuelle Ausbrüche an den Kanten oder Risse entfernt sind. Die Präparation geschieht mit den Poliermitteln der Methode 1. Bild 13 zeigt eine artefaktfrei präparierte SMD Glasdiode und Bild 14 einen gut auspolierten Hableiterkristall aus Silizium mit Aluminiumdrahtbond. 4.4 Kondensatoren und Widerstände Kondensatoren bestehen in der Regel aus einer Bariumtitanat-Keramik. Während des Lötprozesses oder durch mechanische Einwirkungen können Risse entstehen. Deswegen muß der Metallograph diese Kondensatoren vorsichtig präparieren. Die Kondensatoren selbst sollten nicht mit gröberen Schleifpapier als mit 800er Körnung geschliffen werden. Der weitere Polierprozeß ist mit beiden Methoden durchführbar. Widerstände bestehen im allgemeinen aus einer Al 2 O 3 -Keramik. Die Probenpräparation geschieht nach Methode 2. 4.5 Au- Drahtbondverbindungen, Zielpräparation an einem Transistor Die metallographische Präparation von Golddrahtbondverbindungen wird anhand einer Zielpräparation an einem achtpoligen Transistor erläutert. Ein solcher Transistor (18a) zeigte einen elektrischen Defekt. Mit Hilfe der Querschliffpräparation sollte die Ausfallursache geklärt werden. Der Anschluss zwischen der Kontaktfläche auf dem Silizium und dem Leiterrahmen („Leadframe“) wird mittels Au-Drahtbondverbindungen hergestellt. Die Drahtbonds sind nur 25µm stark und ihre Lage ist nicht eindeutig. Der Transistor wird im Spritzgußverfahren massiv mit einem glassfrittgefüllten Duromer umspritzt (sog. „Molding“). Fehler im Drahtbondbereich lassen sich zunächst nur durch elektrische Messungen nachweisen und lokalisieren. Ist der Fehler gefunden, so ist die Position des Bonddrahts bzw. der Anschlüsse noch nicht geklärt. Hierfür ist eine Röntgendurchstrahlung sehr hilfreich (Bild 18b). Sind Fehlerort und Lage des Bondes gefunden, kann die in Epoxidharz eingebettete Probe präpariert werden. Da der Bonddraht sehr dünn ist, muß man sich vorsichtig mit 1200er SiC-Papier an den Bond heranschleifen. Anschließend wird mit 6 µm und 1 µm Diamantsuspension weiterpoliert. Der Druck beim Polieren darf nicht zu hoch sein, damit das Gold nicht ver- Bilder 19a,b: Darstellung zweier präparierter SnPb-Lote 19a: sauber auspoliertes Blei und Zinn- Blei-Lot eines Flip-Chips 18d: Querschliff durch Au- Drahtbond, Aufnahme mit Rasterelektronen-mikroskop schmiert. Nach der 1 µm-Politur empfiehlt sich eine Feinpolitur auf OP-Chem Tuch mit OP-A Supension. Im Lichtmikroskop sind Risse im Golddraht auch bei 800facher Vergrößerung nur zu erahnen. Da sich chemisches Ätzen nur schwierig durchführen läßt, weil der Drahtbond auf einen Kupferträger gebondet wurde, eignet sich eine Betrachtung im Rasterelektronenmikroskop. Hier ist deutlich ein Riß im Fußbereich des Bondes erkennbar (18d). Bilder 19-24: Darstellung verschiedener Artefakte 20: Leiterplatte geschliffen mit 500er SiC- Papier, der Probenabtrag ist ungleichmäßig. Durch die Keramik nutzt sich das SiC- Papier schnell ab. Die Schliffoberfläche wird uneben,dies führt zu Problemen beim Polieren 19b: schlecht auspoliertes Blei und Zinn-Blei-Lot, schwarze Flecken sind eingedrückte Polierkörner 21: Schlecht auspolierte Leiterplatte mit Glasfaserausbrüchen 19
5. Präparations-Artefakte Im folgenden werden einige Bilder von Artefakten gezeigt, die bei der Probenpräparation entstehen können. Artefakte treten durch ungleichmäßigen Abtrag beim Schleifen einer Probe auf, durch zu hohen Druck beim Polieren, durch die falsche Dosierung von Polier- und Schmiermitteln. In bereits fertig präparierten Lötverbindungen entstehen Scheinrisse entlang der Korngrenzen im Weichlot, wenn eine Probe lange Zeit liegt, insbesondere dann, wenn die Lötverbindung z. B. durch Temperaturzyklen beansprucht wurde. Deswegen ist es notwendig, fertig polierte Proben sofort zu dokumentieren. 6. Literaturverzeichnis 1. „Erfahrungen mit einer neuen Präparationsmethode bei Werkstoffverbunden.“ Vortrag auf der 10. Internationalen Metallographietagung in Leoben und wird veröffentlicht im Sonderband 30 der Praktischen Metallographie., K. Reiter, T. Ahrens, FHG ISiT, Itzehoe 22a: gute Präparation, Nachweis Riß in Diode 22b: Riß und Ausbruch in Glasdiode, enstanden durch Schleifen mit groben Schleifpapier 23: einpräpariertes Diamantkorn aus Diamantpolitur und Kupferspan, Bruchstück vom Schleifen 2. „Ein neues Konzept für metallographische Probenpräparation“, James A. Nelson, Buehler Ltd. Lake Bluff, Il, USA, Praktische Metallographie 3. „MD-Piano und MD-Largo, neue Präparationsscheiben für das MD- System,“ H-H.Cloeren, Struers 24: Scheinrisse entlang der Korngrenze nach langem Liegenlassen der polierten Probe, Darstellung im Differential-Interferenz-Kontrast GmbH, Willich, Michael Rückert, Struers A/S, Kopenhagen, Structure 32 4. „Gefüge- und Werkstoffanalyse für die Aufbau- und Verbindungstechnik in der Elektronik“ F. W. Wulff, American Fine Wire Ltd, Singapore, T. Ahrens, Fraunhofer ISIT, Itzehoe, Structure32 Artikelwettbewerb zur materialographischen Präparation von Keramik Die Schriftleitung von Structure hat die gewinnenden Beiträge von dem Wettbewerb, der in Structure 31 ausgeschrieben war, ausgewählt. Schriftliche Beiträge, die von der Schriftleitung geeignet gefunden wurden, sind in Structure 32, 33 und 34 veröffentlicht worden, oder werden in Structure 35 veröffentlicht. Wir danken allen Teilnehmer für ihre interessanten Beiträge. Der 1. Preis wurde vergeben an: Ulrike Täffner und Veronika Carle Max Planck Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland für ihre Artikel: Keramographie - ein spannendes materialographisches Thema mit den Untertiteln: -Einblick in die keramographische Präparation -Gefügeinterpretation an keramischen Bauteilen 20 Der 2. Preis geht an Richard E. Chinn 2535 Del Rio CtSE, Albany, Oregon, USA für seinen Artikel: Präparation der Mikrogefüge von Aluminiumoxidkeramiken und der 3. Preis geht an F. Jorge Lino DEMEGI/SMPT, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal für den Artikel: Ausbrüche beim Schleifen von Keramikprodukten mit einer amorphen Phase Herzliche Glückwünsche an die Preisträger!
Seite 1 und 2: Besonderheiten der metallographisch
Seite 3 und 4: sind Abtragsrate und Verformungstie
Seite 5 und 6: Bild 6: Darstellung des Härteprofi
Seite 7: 11: Fehler im Aufbau eines Multilay

Download als PDF (384 Kb) - Struers

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?