Analyse mobiler Ionen in Kunststoffen

Mobile Ionen oder auch ionische Kontamination im Allgemeinen beeinflussen unter bestimmten Umweltbedingungen die Zuverlässigkeit mikroelektronischer Systeme negativ. Insbesondere bei Feuchtigkeitseinwirkung kann dies zur Bildung elektrolytischer Mikrozellen führen. Diese ionischen Kontaminationen können aus Kunststoffgehäusen und polymeren Vergussmassen / Moldmassen in den Chip diffundieren. Die ablaufenden elektrochemischen Reaktionen können zur Bildung von Dendriten und dem Ausfall der Bauelemente führen. So können oberflächlich eindiffundierte Ionen zur Bildung von Zinn- oder Silberdendriten zwischen Leiterbahnen oder Bondstellen führen. Das Analysieren ionischer Kontamination ist deswegen auch ein entscheidender Prozess bei der Zuverlässigkeit und Standzeit von Chips und Leistungsmodulen.

Das SGS Institut Fresenius hat langjährige Erfahrungen in der Methodenentwicklung für Reverse Engineering Projekte. Neben dem normkonformen Auslaugen oder Abspülen von Materialoberflächen (IPC-TM-650) bieten wir auf den jeweiligen Kunststoff angepasste Extraktionsmethoden zur quantitativen Ionenanalyse an. Diese Methoden wurden eigens als Teil eines Verbundprojektes entwickelt. Es zeigt sich, dass unsere Methoden eine deutlich effektivere Ionenausbeute als die normativen Vorgaben gewährleisten, wobei auch der Einfluss von Mischungsbestandteilen auf die Ionenausbeute nachgewiesen werden kann. Es können alle gängigen Kunststoffvarianten als Bauteil oder Masterbatch in wässriger Matrix analysiert werden, sowie weichelastische Silikongele, Vergussmassen unterschiedlicher Vernetzungsdichte und deren Rohkomponenten.

Informationen über:

  • Ionengehaltsanalyse nach gängigen Normen für elektronische Bauteile und Komponenten, wie IPC JSTD-001, IPC TM-650 oder DVS 2616
  • Quantitative Ionenanalyse von polymeren Packaging-Materialien
  • Lieferanten- / Materialüberwachung

Prüfverfahren

  • Mikrowellenextraktion kleiner Probengeometrien
  • Kryovermahlung und wässrige Extraktion (ohne und mit Überdruck; pressure cooking extraction)
  • Quantitative Analyse wässriger Extrakte mit IC, ICP-OES und ICP-MS
  • Analyse wässriger Extrakte mittels Leitfähigkeitsmessung, pH-Wertbestimmung und Berechnung der Natriumäquivalente

Die SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH ist Partner im Rahmen von F&E-Verbundprojekten. Die Arbeiten werden im Rahmen der aktuellen Förderrichtlinien der EU, des BMBF und des Landes Sachsen finanziell gefördert.

Ihr Ansprechpartner

SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH
Königsbrücker Landstr. 161
01109 Dresden

t +49 351 8841-200
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