Instruments for Analyzing / Evaluating Electronic Device

Význam tématu

V současné době, kdy se elektronické součástky miniaturizují a požadavky na jejich spolehlivost i životní prostředí rostou, je přesná analýza a kontrola kvality klíčová pro automobilový, telekomunikační i spotřební průmysl. Dodržování norem RoHS/ELV, identifikace kontaminant a měření tenkých vrstev zabraňují selhání obvodů a zajišťují dlouhodobou funkčnost zařízení.

Cíle a přehled studie

Tento text shrnuje katalog Shimadzu věnovaný metodám a přístrojům používaným pro hodnocení elektrických a elektronických produktů. Představuje rozsah aplikací od submikronové analýzy kontaminant, přes hodnocení optických vlastností až po mechanické zkoušky a měření škodlivých látek.

Použitá metodika a instrumentace

Pro široké spektrum hodnocení byly představeny následující typy přístrojů:

• Elektronový mikroskop s mikroanalýzou (EPMA-1720, EPMA-8050G) pro submikronové kontaminanty a mapování intermetalických složení.
• XPS zobrazovací spektrometry (KRATOS ULTRA2, NOVA) pro analýzu chemických stavů a distribuci prvků na povrchu.
• SPM/AFM mikroskopy (SPM-9700HT, SPM-Nanoa, HR-SPM-8100FM) pro 3D topografii a měření fyzikálních vlastností nanooblastí.
• X-ray CT systémy (inspeXio SMX-225CT HR, SMX-100CT, Xslicer, XDimensus 300) pro nedestruktivní vizualizaci vnitřních spojů a rozměrovou kontrolu plastových dílů.
• IR mikroskopy a spektrometry (IRTracer-100, IRSpirit, FTIR) pro identifikaci organických kontaminant a měření tloušťek filmských povlaků.
• UV-VIS-NIR spektrometry (SolidSpec, UV-1900i) pro stanovení reflexe a transmisních vlastností antireflexních vrstev a oken senzorů.
• EDX-XRF (EDX-7200, 8100, EDX-LE Plus) a Py-GC/MS (Py-Screener Ver.2) pro stanovení těžkých kovů, halogenů, ftalátů a bromovaných zpomalovačů hoření.
• Ionová chromatografie (HIC-ESP) pro měření halogenů a síry v materiálech.
• ICP-OES a ICP-MS (ICPE-9800, ICPMS-2030) pro přesné kvantifikace Pb, Cd, Hg a dalších sloučenin dle RoHS/ELV.
• Termická analýza (DSC-60, DTG-60H) pro studium kapalných krystalů a polymerních materiálů.
• Dynamická analýza částic (DIA-10) pro distribuci tvaru a velikosti koagulantů či plniv.
• GC-MS systémy s tepelným desorpčním a headspace modexpnads (TD-30, HS-20 NX) pro sledování VOC a SVOC v čistých prostorech.
• AA spektrometry (AA-7000) pro stopové kovy v ultracisté vodě.
• TOC analyzátory (TOC-L, TOC-1000e, TOC-4200) pro monitoring organického uhlíku v procesní a odpadní vodě.
• Mechanické testery (AGX-V, AGS-X, EZ-X, MMT, MCT) a mikrotvrdoměry (DUH-211) pro zkoušky pevnosti, únavy, tlaku a tvrdosti součástek.

Hlavní výsledky a diskuse

Přístrojové portfolio Shimadzu pokrývá od submikronové analýzy kontaminant pomocí EPMA až po přesné 3D CT a mechanické zkoušky. Systémy XPS a SPM umožňují analyzovat povrchové vrstvy o tloušťce jednotek nanometrů, zatímco FTIR a UV-VIS-NIR spektrometrie sleduje tenké povlaky v řádu stovek až tisíců Å. Kombinace XRF, Py-GC/MS a ICP-MS zajišťuje splnění legislativních požadavků na halogeny, ftaláty a těžké kovy. Termická analýza a dynamické zobrazování částic zlepšují porozumění degradaci materiálů a distribuci plniv.

Přínosy a praktické využití metody

Tyto metody a přístroje umožňují:

• Rychlou detekci a lokalizaci vad na obvodech a spojech.
• Kvantifikaci kontaminant a minerálů ve strukturovaných tenkých vrstvách.
• Optimalizaci výrobních parametrů při povlakování a pájení.
• Řízení kvality v souladu s RoHS/ELV a dalšími normami.
• Povědomí o únavové životnosti a tepelné odolnosti materiálů.
• Nedestruktivní kontrolu dílů v automobilovém nebo leteckém průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Ve vývoji je stále vyšší automatizace a integrace AI pro prediktivní údržbu a interpretaci dat. Metody in-situ monitoring teplotních a elektrických parametrů v reálném čase doplní současné laboratorní testy. Nanotechnologie a kombinace multimodálních zobrazovacích technik prohloubí znalosti povrchových interakcí. Důraz se přesouvá k udržitelným materiálům a novým způsobům recyklace elektroniky.

Závěr

Komplexní soubor analytických přístrojů Shimadzu pokrývá široké spektrum kritických parametrů kvality elektrických a elektronických součástek. Díky vysoké citlivosti, přesnosti a rozsáhlé automatizaci lze udržet soulad s legislativou i náročnými průmyslovými standardy a současně optimalizovat výrobní procesy pro zvýšení spolehlivosti a životnosti produktů.