Acerca de la microelectrónica

Circuitos integrados y componentes

A partir del corte individual de la oblea como material base, se procede al montaje.

Los métodos de montaje incluyen diferentes tecnologías de interconexión y recubrimiento con el objetivo de extremar su aspecto compacto.

Las secciones transversales materialográficas de estos pequeños y sumamente complejos componentes se utilizan en las inspecciones al azar y los análisis de fallos durante su desarrollo, diseño y fabricación. El objetivo del examen es buscar cualquier indicio de fractura, sopladura, bolas de soldadura, conductividad, capas aislantes, conexiones, etc. Un área concreta en el interior del montaje a menudo se somete al examen y a las aplicaciones materialográficas a fin de identificar y revelar este objetivo.

Los componentes discretos como condensadores, resistencias, etc. también se someten a un examen materialográfico para analizar su geometría y posibles imperfecciones microestructurales.

Placas de circuito impreso

Las placas de circuito impreso (PCB) constan de una lámina metálica de epoxi/fibra de vidrio o cerámica, capas metálicas chapadas de cobre y orificios chapados también denominados vías.

La preparación de la muestra de los materiales de la placa de circuito se realiza para localizar los defectos en el material del sustrato, donde se realiza el ensamblado electrónico.
Según los estándares líderes en la industria, la calidad de una placa de circuito impreso metalizada de agujero pasante se debe inspeccionar materialográficamente. A este fin, el cupón de prueba se produce y prepara de modo que el centro del agujero pasante metalizado se pueda inspeccionar con un microscopio.

Además, las conexiones, la coherencia del recubrimiento y el grosor se estudian principalmente en las secciones transversales. Los procesos materialográficos precisos también se utilizan en las placas de circuito impreso ya que áreas muy específicas normalmente definen el objetivo del examen.

Corte y muestras

Dependiendo de qué tipo de muestra deba investigarse, el corte se puede realizar en diferentes máquinas.

• Un teléfono móvil o una placa provista de componentes se pueden seccionar transversalmente con facilidad en una máquina de tamaño medio manual o automática.
• Para seccionar componentes individuales, pequeños o frágiles, que requieren mayor precisión, se recomienda utilizar una máquina de corte de precisión.

• Se recomienda usar un disco de corte de diamante galvanizado para cortar plásticos o un disco de diamante en resina.

En cualquier caso, el corte se realizará lo bastante alejado del área actual sometida a observación, para evitar un posible daño directo en la misma. El material restante se puede entonces retirar cuidadosamente mediante esmerilado tras el corte. Si se extrema el cuidado en este paso inicial, será menos probable que aparezcan fracturas en la cerámica, chips y cristal, evitando igualmente la delaminación de las capas o defectos de soldadura.

Para la extracción de cupones de la PCB, se deben usar equipos de muestras específicos. Las técnicas de medición óptica y automatizada permiten un perforado de alta precisión y el enrutamiento de los cupones. En muestras pequeñas o sensibles, se recomienda impregnar la muestra antes del corte.

Esmerilado y pulido

Para el esmerilado y pulido manual y semiautomático en microelectrónica se pueden utilizar equipos convencionales. La alineación de la muestra y el control de la eliminación de material se logran con soportes para muestras especiales como la alternativa más precisa al método manual de esmerilado y apariencia.

• Para la preparación de la superficie controlada automáticamente, las secciones transversales y paralelas de muestras embutidas o sin embutir se pueden esmerilar y pulir conforme a objetivos visibles u ocultos en equipos especiales.
• Las mediciones de láser garantizan una precisión de ± 5 µm y recalculan automáticamente la tasa de eliminación durante el proceso de preparación.
• La alineación y medición puede ser con vídeo en las muestras con un objetivo visible, o con rayos X en las muestras con un objetivo oculto.

Las secciones paralelas y transversales de las obleas de silicona finas y quebradizas, diversas bolas de soldadura de plomo o estaño, placas de circuito impreso con vías de cobre galvanizado en cerámica frágil o sustratos poliméricos flexibles, secciones transversales de circuitos integrados con silicona, cerámica, oro, cobre, aluminio y estaño de algunos cientos de micrones, son ejemplos de combinaciones de metal a considerar, en la elección de los métodos de esmerilado y pulido.

Los requisitos de tasa de eliminación, planitud, relieve, retención de bordes y manchas son con frecuencia determinantes a la hora de elegir las superficies de esmerilado y pulido y las suspensiones. Se dispone de unos 25 métodos específicos en el e-metalog para los componentes electrónicos que abarcan una amplia selección de combinaciones de material y requisitos de preparación.