Licht- und Oberflächenmikroskopie
Die Auflösung und Kenntnis mikroskopischer Strukturen ist in vielen technischen Prozessen und Anwendungen notwendig. So können Oberflächeneigenschaften wie Rauheiten oder Formabweichungen höherer Ordnung Füge- und Verbindungsprozesse sowie weitere Eigenschaften im Interfacebereich beeinflussen. Auch ist es mittels lichtmikroskopischer Untersuchungen von Schliffbildern möglich, Schichtstärke und Qualität dünner Beschichtungen zu bestimmen. Dies dient zum einen der Qualitätssicherung und zum anderen können Stoffeigenschaften der Beschichtung wie z.B. die Wärmeleitfähigkeit ermittelt werden. Als bildgebendes Verfahren können auch feine Strukturen wie Vias in Leiterplatten oder andere Komponenten vermessen werden.
Messgrößen:
- Oberflächenparameter: Rauheitskennwerte, Formabweichungen
- Schichtdicken und Längen
- Geometriescans
Materialien und Anwendungsgebiete:
- Metall, Kunststoffe
- Feststoffe allg.
Beispiel 1: Visualisierung des Schichtaufbaus eines PCBs
Visualisierung und präzise Auflösung von bestimmten Regionen einer Leiterplatte. Hier: Bereich mit doppelseitiger dielektrischer Schicht zur Verhinderung elektrischer Überschläge zwischen Kupfervias.
Beispiel 2: Ermittlung von Mikrometerschichten eines Verbundes
Bei der thermischen Charakterisierung von Pulverlackschichten werden mehrere Untersuchungsmethoden angewendet. Thermische Widerstände der Gesamtsysteme können mittels stationärer Zylindermethode nach ASTM D5470 ermittelt werden. Zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit wird zusätzlich die vorliegende Schichtdicke des Pulverlacks benötigt. Da der Lack in den meisten Fällen als zusätzliche Schicht auf einem Substrat auftritt, müssen hier Schliffbilder erzeugt werden, um Substrat und Lack hinsichtlich ihrer Schichtdicken differenzieren zu können.
Die Schichtdicke wird dabei mikroskopisch an mehreren Messstellen bestimmt. Zusätzlich können Fehlstellen, Primerschichten, Lufteinschlüsse, etc. identifiziert werden.
Beispiel 3: Lasermikroskopische Untersuchung von Füllstoffen
Die geometrische Untersuchung von Füllstoffen in Form von Einzelpartikeln ist Voraussetzung und Eingangsparameter in ein Simulationsmodell zur Berechnung der Wärmeleitfähigkeiten von partikelgefüllten Compound-Systemen. Durch Kenntnis der Geometrie können Partikelinteraktionen abgebildet werden und somit unterschiedliche Füllstoffkombinationen vorausberechnet werden.
Runde Aluminiumoxidpartikel im Größenbereich von 50 – 100 µm
Scharfkantige Aluminiumhydroxidpartikel (ATH) im Größenbereich
von 20 – 100 µm