Instruments for Analyzing / Evaluating Electronic Device

Význam tématu

V současné výrobě elektronických zařízení je nezbytné zajistit spolehlivost a kvalitu každé součástky. Detailní analýza mikrostruktury, chemického složení, optických a mechanických vlastností i obsahu škodlivin přispívá k rychlé detekci vad a optimalizaci procesů. Díky široké paletě analytických metod lze zkrátit dobu vývoje, minimalizovat poruchovost a splnit přísné legislativní požadavky (RoHS, ELV).

Cíle a přehled studie / článku

Cílem textu je představit kompletní portfólio analytických a měřicích přístrojů Shimadzu určených pro kontrolu kvality a hodnocení elektronických součástek. Katalog shrnuje příklady aplikací od mikroskopické diagnostiky až po stanovení obsahu nebezpečných prvků a mechanické testy. Uživatelé získají přehled o možnostech moderních technik a konkrétních případech využití v praxi.

Použitá metodika

Analýza je rozdělena do hlavních oblastí:

• Pozorování a chemická analýza mikrooblastí (EPMA, XPS).
• 3D a vnitřní struktura (rentgenová mikrotomografie, selektivní C-ray CT, rentgenová fluoroskopie).
• Povrchové a optické vlastnosti (SPM/AFM v atmosféře a kapalině, FTIR, UV-VIS-NIR spektrofotometrie).
• Detekce a kvantifikace nebezpečných látek (EDX-RF, Py-GC/MS, ICP-OES/MS, iontová chromatografie, hlavy-prosto GC/MS).
• Termické, mechanické a viskozitní testy (DSC, TGA/DTA, uni- a mikrotestovací stroje, reometrie).
• Environmentální monitoring (TOC, AAS, TD-GC/MS, online TOC analyzátory).

Použitá instrumentace

Hlavní zařízení:

• EPMA-1720/8050G pro submikronový element mapping
• KRATOS ULTRA2/NOVA pro XPS imaging
• SPM-9700HT, SPM-Nanoa, HR-SPM-8100FM pro 3D povrchové měření a analýzu nanooblastí
• inspeXio SMX-225CT/100CT, Xslicer SMX, XDimensus 300 pro CT a NDI inspekce
• IRTracer-100+AIM-9000 pro mikroskopickou FTIR analýzu
• SolidSpec-3700i, UV-1900i pro měření propustnosti a odrazivosti
• EDX-7200/LE Plus, Py-Screener, HIC-ESP, ICPE-9800, ICPMS-2030, AA-7000
• TOC-L, TOC-1000e, TOC-4200 pro uhlíkové a vodní analýzy
• AGX-V, AGS-X, EZ-X, Microservo MMT, MCT, DUH-211, CFT-500/100 reometry a mikrotester
• AP analytické váhy s UniBloc a ionizací STABLO-AP

Hlavní výsledky a diskuse

Přehled ukazuje vysokou univerzálnost instrumentů, kdy každá metoda poskytuje klíčová data: od lokalizace kontaminantů v BGA spoji, detailní 3D analýzy struktur, přes chemický stav tenkých vrstev až po přesné stanovení halogenů, těžkých kovů a organických příměsí. Kombinace metod umožňuje komplexní diagnostiku a korelaci výsledků pro rychlé odstraňování výrobních vad.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá lokalizace poruch a optimalizace pájecích procesů
• Bezpečnost materiálů díky spolehlivé detekci nebezpečných složek
• Nedestruktivní kontrola vnitřních parametrů elektroniky
• Zkrácení vývojového cyklu díky automatizované analýze a reportingu
• Komplexní ověření výrobních norem a shody s evropskými direktivami

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj automatizace a integrace analytických řetězců, přechod k online monitoringu v reálném čase a využití umělé inteligence pro analýzu dat. Miniaturizace měřicích hlavic a vyšší rychlost CT skenů umožní ještě pružnější diagnostiku v průmyslových provozech. Konvergence multi-modalitních přístupů zvýší přesnost a rozsah aplikací v IoT a 5G technologie.

Závěr

Představené přístroje Shimadzu poskytují řadu pokročilých analýzních technik nutných pro zajištění kvality elektronických komponent. Díky širokému spektru metod lze dosáhnout komplexní kontroly od mikroskopické úrovně po celkové parametry zařízení. Budoucí vývoj směřuje k větší automatizaci, online zpracování i využití datových platforem, což dále zrychlí a zpřesní výrobní procesy.