Análisis de la distribución elemental de componentes electrónicos

Micro-XRF - Alta resolución espacial, alta sensibilidad elemental

Los componentes microelectrónicos son de creciente complejidad. El tamaño y las distancias de los dispositivos montados en superficie (SMD) y los circuitos integrados (IC) son cada vez más pequeños y los cables y conexiones se implementan en varias capas dentro de la placa de circuito impreso (PCB). Por lo tanto, los métodos analíticos para abordar este tipo de muestras necesitan tanto una alta resolución espacial como la capacidad de examinar la profundidad de la muestra. Micro-XRF es una técnica de imagen que combina una resolución espacial de aproximadamente 20 µm con una sensibilidad elemental muy alta para la mayoría de los metales. Por lo tanto, puede ser un complemento en todo el ciclo de vida de los componentes electrónicos, desde la I+D para nuevos diseños y materiales hasta el reciclaje de componentes de metales preciosos. La aplicación principal es el análisis de defectos y la gestión de la calidad, incluidas las mediciones de espesor de capa; por ejemplo para contactos Au y almohadillas de unión, o puntos de soldadura. El método se puede utilizar para una preselección cualitativa de elementos relevantes para RoHS y WEEE. La búsqueda de la abundancia y la ubicación de metales preciosos o sustancias nocivas ayuda al tratamiento eficiente de residuos o el reciclaje de componentes electrónicos.

PCB poblado de un teléfono móvil. Las carcasas de plástico del IC son transparentes a la radiación de mayor energía de los elementos pesados como el oro, la plata y también el arsénico. Los cables de unión con sus diámetros de sólo unos 10 m están bien resueltos sin la necesidad de darle la vuelta a ninguna parte de la muestra.

Estas dos imágenes de un chip RAM muestran la intensidad de los rayos X de baja y alta energía. El proceso de dispersión de Compton es más pronunciado en la matriz más ligera. Por lo tanto, la matriz pesada aparece más oscura en esta imagen. Los fotones de baja energía están dispersos en la superficie de la muestra y (con su superposición energética con la fluorescencia de cloro) son sensibles incluso a las huellas dactilares en los plásticos. También los pigmentos de color afectan a las propiedades de dispersión de la muestra. La imagen inferior se crea a partir del mapeo de la distribución de intensidad de la dispersión de alta energía. Estos fotones interactúan a mayor profundidad y, dentro de los circuitos, todavía revelan las intrincadas estructuras de alambre de unión. Con los SDD por dispersión de energía, la información sobre los rayos X dispersados se toma del mismo espectro que las señales de fluorescencia de los elementos individuales.