Analytik

Das SAM verwendet Ultraschallwellen, um Schnittstellen abzubilden und mögliche Defekte wie Lücken und Risse in optisch undurchsichtigen Strukturen und Komponenten wie Chipkondensatoren, Chipwiderständen, Leiterplattenspuren, diskreten Halbleiterbauelementen, integrierten Schaltungen (ICs) und anderen elektronischen Komponenten zu erkennen.
Das SAM kann für folgende Untersuchungen genutzt werden:

• Scannen von JEDEC-Trays oder eines 300-mm-Wafers,
• Wasserumwälzung und optionale Inline-Temperaturregelung,
• Digitale Bildanalyse (DIA)™ unter Verwendung fortschrittlicher Algorithmen zur Quantifizierung der akustischen Daten, um genaue, automatische, Annahme-/Ablehnungskriterien festzulegen,
• Virtual Rescanning Mode (VRM)™, das umfassende Daten speichert und die Durchführung einer vollständigen Analyse einer Probe ermöglicht, auch wenn diese nicht mehr verfügbar ist.

Der Automatische Thermische Impedanz Tester (ATIM) ist ein selbst-entwickeltes Messgerät zur automatisierten thermischen Vermessung von LEDs und Leistungs-Halbleitern. Im Gegensatz zu kommerziellen Equipment ermöglicht der ATIM die Qualifizierung von mehreren Hunderten Bauteilen ohne übermäßigen Personenaufwand. Ansteuerung des ATIMs sowie Auswertung wird mit eigens entwickelter Software realisiert.

Dieses digitale Keyence-Mikroskop (VHX-900F) verfügt über verschiedene Funktionen wie große Tiefenschärfe, Freiwinkelbeobachtung sowie Funktionen zur Tiefenkomposition und 3D-Darstellung. Die große Schärfentiefe ist ein grundlegendes Merkmal des VHX-Digitalmikroskops, das die Benutzerfreundlichkeit und Bildqualität erheblich verbessert. Objektive, Kamera und Grafik-Engine sind so konzipiert, dass Schärfentiefe, Auflösung und Helligkeit optimiert werden. Bei der Freiwinkelbetrachtung kann ein Objekt aus jedem beliebigen Winkel betrachtet werden, indem das Objektiv um bis zu 90 Grad gekippt und der Objekttisch um 360 Grad gedreht wird. Da die Optik beweglich ist, kann ein Ziel aus verschiedenen Winkeln betrachtet werden, ohne dass das Teil von Hand manipuliert werden muss. Selbst wenn die Oberfläche eines Ziels erhebliche Höhenunterschiede aufweist, kann durch die Zusammenstellung von Bildern in verschiedenen Brennebenen sofort ein voll fokussiertes Bild erhalten werden. Nach der Erstellung des zusammengesetzten Bildes können die Fokuspositionsdaten dann zur Konstruktion eines 3D-Modells verwendet werden.

Der Querschliff-Polierer SM-09010 enthält eine Probenkammer, die durch eine Turbomolekularpumpe evakuiert wird, ein Ionenstrahlsystem, ein Abschirmplatten-Haltesystem, einen X- und Y-Tischantrieb und einen verstellbaren Probentisch. Um einen glatten Querschnitt der Probe zu erhalten, bestrahlt der Polierer die mit einer Abschirmplatte abgedeckte Probe vertikal mit einem Ionenstrahl, der die Probe entlang des Randes der Abschirmplatte schneidet.

• Ionenbeschleunigungsspannung: 2 bis 6 kV
• Ionenstrahlbreite (FWHM): 500 µm (bei einer Beschleunigungsspannung von: 6 kV, Probe: Si)
• Poliergeschwindigkeit: 1,3 µm/min oder mehr (bei einer Beschleunigungsspannung von: 6 kV, Probe: Si)
• Maximale Probengröße: 11 mm (W) x 9 mm (L) x 2 mm (T)
• Bewegungsbereich der Probe: ±3 mm (X-Achse) / ±3 mm (Y-Achse)
• Neigungsbereich des Objekts: ±50
• Gas zum Polieren: Argon
• Manometer: Einstreuungstyp
• Hauptentlüftungspumpe: Turbo-Molekularpumpe
• Abmessungen des Geräts: 380 mm (W) x 520 mm (H) x 570 mm (D)
• Gewicht: ca. 41 kg 

Um den thermischen Pfad in-situ zu messen, wurde im Forschungslabor ein neues Testsystem entwickelt. Die LED-Module können auf einem temperaturgesteuerten Kühlkörper montiert werden, dessen Temperatur zwischen niedriger (Tmin = -20°C), mittlerer (TRT = +25°C) und hoher (Tmax = 125°C) Temperatur getaktet wird. Im kombinierten Betriebslebensdauer- und Temperaturzyklustest werden die LEDs kurzzeitig abgeschaltet und durch das TTA wird die Zth(t) gemessen. Aufgrund der Unterschiede in der thermo-mechanischen Belastung unter heißen und kalten Bedingungen können zusätzliche Informationen gewonnen werden. Ziel ist es, Ausfälle durch Messungen bei Raum, Tmax und Tmin früher zu erkennen.

Zur Bestimmung der thermischen Charakteristik bzw. Impedanz von Leistungshalbleitern wird über das herkömmliche Thermisch Transient Analyse Verfahren (TTA) das Device under Test (DUT) über eine elektrische Anregung zunächst in eine Heiz- und anschließend in eine Abkühlphase gebracht. Die Messung des Temperaturverhaltens beim Abkühlvorgang des Leistungshalbleitermoduls erlaubt Rückschlüsse auf die thermischen Widerstände und Kapazitäten des Modulschichtaufbaus. Je geringer die verschiedenen thermischen Kapazitäten der Modulschichten jedoch sind, desto kritischer wird der Umschaltvorgang von der Heiz- auf die Messphase. Hierbei stellen bei der elektrischen Anregung die maximal mögliche Schaltgeschwindigkeit, das Rausch- und ein etwaiges Schwingverhalten Problematiken dar. Ziel des Laser-TTA Messaufbaus ist es, die thermische Impedanz des Moduls statt elektrisch über einen auf das DUT fokussierten Laserstrahl anzuregen. Dieses Vorgehen soll einen möglichst schnellen Übergang zwischen der Heiz- und Messphase ermöglichen, welcher Rückschlüsse auf das thermische Impedanzverhalten selbst sehr dünner Schichten des Moduls zulassen kann.

Um die in den Materialien und Grenzflächen vorhandenen thermomechanischen Spannungen zu untersuchen, wurde ein neues konfokales Raman-Mikroskop angeschafft, das mit einer Laserquelle und einem Spektrometer gekoppelt ist.  Das Raman-Spektrometer kann für die Untersuchung des inter- und intramolekularen Ladungs- und Energietransfers, der schnellen kohärenten und inkohärenten Dynamik und der nichtlinearen optischen Reaktion in komplexen Systemen wie molekularen Kristallen, molekularen Aggregaten, Metall- und Halbleiternanopartikeln eingesetzt werden. Optische Eigenschaften werden auch für richtig synthetisierte nanostrukturierte Materialien, wie Kernschalen, sphärische Nanopartikel und metallische Substrate, bestimmt.

Die Raman-Spektroskopie untersucht die chemische Struktur eines Materials und liefert Informationen über:

• Chemische Struktur und Identität
• Phase und Polymorphismus
• Intrinsische Spannung/Dehnung
• Verschmutzung und Verunreinigung

XYZTEC Condor Sigma ist ein Bondtester, der eine einzigartige Mehrfach-Kartusche mit Wägezellen zur Messung aller Arten von horizontal und vertikal getesteten Bondverbindungen bietet, unter Verwendung von Zug-, Schäl-, Druck- oder Schermethoden; entweder zerstörend oder zerstörungsfrei. Der springende Punkt ist die automatische Auswahl des Zug- oder Scherwerkzeugs und des entsprechenden Messsensors per Software. Typische Anwendungen sind Drahtzugprüfungen mit einem Haken, Lotkugelzugprüfungen mit einer Pinzette, Golddrahtkugelschere, Lotkugelschere, Shear-Tests sowie vollautomatische Prüfungen.