Imagerie pour la caractérisation d'interfaces et d'adhérence ...

La microscopie acoustique  (SAM : Scanning Acoustic Microscopy) est utilisée pour caractériser la structure interne d'une pièce et notamment ses interfaces. Elle demeure indispensable pour détecter des initiations de décollement ou la présence de délaminations, à des épaisseurs inférieures au micron (jusqu’à 100nm) !

Cette technologie est particulièrement utilisée dans l’inspection de composants petits ou complexes, mono- ou multi- matériaux, pour la caractérisation rapide de la qualité de collages (en optique par exemple) ou l'adhérence de revêtements (couches minces). Elle permet aussi de mesurer l’épaisseur d’une couche interne.

La microscopie acoustique est donc un outil efficace dans l’évaluation d’éléments tels que les circuits imprimés, underfills (flip-chip), BGA, QFN, CSP, TSOP, composants passifs, composants de puissance, les wafers (plaque de silicium ou autres), pour les composants scellés la qualité de scellement et d’herméticité.

 

La microscopie acoustique utilise la propagation d'ondes ultrasonores dans les milieux pour réaliser une image de l’échantillon par le biais de transducteurs. La pièce à tester est plongée dans un milieu liquide, comme de l’eau distillée ou de l’alcool, afin d'assurer une transmission optimale des ondes. Le transducteur émet des impulsions dans le milieu liquide et à travers l‘échantillon. Les ondes sont réfléchies par les discontinuités et les interfaces au sein du composant analysé. Une image est ainsi reconstituée par scanning de l'échantillon. L'intensité de signal reçue dépendra de la structure de l'échantillon et en particulier des adhérences des interfaces constitutives de la pièce.

La tomographie acoustique, appelée SALI (Scanning Acoustic Layer Imaging) permet de visualiser simultanément l’intégralité d'un empilement en imageant individuellement chaque couche d’un échantillon.

 

Ex. caractérisation de l'interface résine-frame d'un composant TSOP en boitier résine

L’utilisation des technologies ultrasons permet d’étudier :

  • Les interfaces : adhérence, décohésion, recherche de délamination
  • L’homogénéité d’un matériau : "santé-matière", recherche de fissures, de porosités ou d'inclusions

 Applications :

-          Contrôle production

-          Contrôle sur normes : IPC A610, Mil-Std883, J-Std-035, Esa, IPC 7025, etc

-          Tri de pièces

-         Qualification / choix rapide et non destructif de colles, adhésifs, comparaison avant et après tests d’endurance ou tests de vieillissement

-         Inspection de Flip chip, underfill, die-attach (ex. détection des bulles d’air  / void / porosités et calcul du taux surfacique)

-         Intégrité des empilements de composants électroniques (BGA, QFN, QFP, capa., Résistance, condensateurs, bobines…) - délamination

-          Contrôle et analyses de défaillances de composants MEMS, LED, passifs (capacités, résistances, inductances), MCM (Multi-Chip Modules)

-          Qualité joints de scellement (capot sur boîtier, herméticité, emballage)

-          Qualité de joints brasés ou de joints de soudure pour les contacts (pastilles, relais, disjoncteurs, contacteurs, interrupteurs)

-          Recherche d’inclusions, porosités, fissures (tout type de matériaux

-          Caractérisation de revêtement et film mince : qualité de dépôt, homogénéité

Domaines :

-          Electronique, micro-électronique

-          Médical

-          Automobile, spatial, avionique, aéronautique

-          Métallurgie

-          Optique, optronique, optoélectronique

-          Joaillerie, horlogerie, cosmétique

-          Matériaux composites, céramiques, polymères, etc

-          Plasturgie

-          Fabrication additive

-          Energies : composants puissance, batterie, photovoltaïque

-          Recherche, R&D