Bleifreie Technologien für Kontaktierungen
Die Beschränkungen für den Einsatz von Blei in Elektronik-Produkten forderten die Suche nach geeignetem Ersatz. Für Kontaktierungen in modernen IC-Gehäusen werden die ehemals allgegenwärtigen, qualitativ hochwertigen aber leider schädlichen SnPb-Lote (solder bumps) mittlerweile durch bleifreie Technologien wie SnAgCu-Legierungen ersetzt. Um eine gute Lötbarkeit und geeignete mechanische Eigenschaften sicherzustellen, benötigen diese Legierungen eine exakt dosierte Zusammensetzung, weshalb diese präzise gemessen werden muss.
Bestimmung der Zusammensetzung von Solder-Bumps
Die Ag- und Cu-Anteile üben einen bedeutenden Einfluss auf die Lötbarkeit und die mechanischen Eigenschaften von Sn-basierten Loten aus. Zum Beispiel verhalten sich Lotkugeln (engl. solder bumps) mit einem Ag-Gehalt über 3% stabiler gegenüber thermischer Ermüdung und sind widerstandsfähiger gegen Scherkräfte, während Legierungen mit niedrigerem Ag-Gehalt (ca. 1%) eine sehr gute Plastizität zeigen – und damit bessere Dauerfestigkeit unter Zugbeanspruchung. Zudem senken schon 0,5% Cu im Lot die Lösung von Kupfer aus dem Grundmaterial, was eine Verbesserung der Lötfähigkeit zur Folge hat.
Um die schwierige Kombination aus rechtlichen Bestimmungen (Bleifreiheit) und technischen Ansprüchen bei der Produktion von IC-Bauelementen zu erfüllen, ist die Zusammensetzung von Solder-Bumps akkurat und präzise zu bestimmen.
Die kleine Größe der Lotkugeln (typischerweise 50 µm Durchmesser) verhindert den Einsatz der meisten Analysemethoden. Andere, wie die Atomabsorption (AA) sind zerstörend und damit nicht geeignet, jeden einzelnen Lotpunkt zu testen. Die Röntgenfluoreszenz-Methode (RFA) hat sich als ideales Verfahren zur Überwachung der Konzentration aller drei Elemente erwiesen. Tabelle 1 zeigt typische Messergebnisse für ein SnAgCu-Lot.
Die richtige Wahl für die Materialanalyse von Solder-Bumps
Das FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-μ, ausgerüstet mit einem Silizium-Drift-Detektor (SDD), kann dank seiner Polykapillar-Optik den Röntgenstrahl auf 20 µm Messfleck-Größe fokussieren bei gleichzeitig hoher Zählrate und damit eine herausragende Wiederholpräzision und Richtigkeit sicherstellen.
Bestimmung der Zusammensetzung von Solder-Bumps mit dem FISCHERSCOPE® X-RAY XDV-µ®
Wenn man die Zusammensetzung von Solder-Bumps akkurat bestimmen möchte – nicht nur um die Bleifreiheit zu bestätigen – ist das FISCHERSCOPE® X-RAY XDV-µ®, mit seinem extrem kleinen Messfleck das ideale Gerät. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren lokalen Fischer–Ansprechpartner.