DD210487A1

DD210487A1 - Verfahren zur beurteilung der adhaesionseignung metallischer oberflaechen

Info

Publication number: DD210487A1
Application number: DD24191982A
Authority: DD
Inventors: Gunter Schmidt; Wolfgang Scheel
Original assignee: Humboldt Uni
Priority date: 1982-07-26
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1984-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft die Anwendung der bekannten guten Reflexion des Lichtes an metallischen Oberflaechen als zerstoerungsfreies Pruefverfahren zur Beurteilung der Adhaesionseignung fuer alle Fuegeverfahren metallischer Oberflaechen. Grundlage dafuer ist ein jeweils fuer das gewaehlte Fuegeverfahren festzulegender Wertmassstab der Leuchtdichte des reflektierten Lichtes. Das moegliche Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft das Schweissen, Loeten und Kleben besonders in der Kleinteilfertigung.

Description

Verfahren zur Beurteilung der Adhäsionseignung metallischer Oberflächen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft die Ausnutzung der bekannten guten Reflexion des Lichtes an Metallen als zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Beurteilung der Adhäsionseignung metallischer Oberflächen,, Ihr Einsatzgebiet erstreckt sich auf alle Gebiete von Wissenschaft und Technik, in denen die Beurteilung der Adhäsionseignung metallischer Oberflächen notwendig i3t, wie z. B. die Beurteilung der Adhäsionseigenschaft metallischer Oberflächen für das Schweißen und Löten sowie Kleben in der Mikroelektronik*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Pur den Fügevorgang metallischer Oberflächen ist ihr Oberflaehensustand von entscheidender Bedeutung* Er bestimmt relevant die Qualität der Adhäsions- und damit die Pügeeignung -bzw, die technische Zuverlässigkeit einer Fügeverbindung, lieben der Morphologie der Oberfläche beeinflußt ihre chemische Reaktionsfähigkeit wesentlich die Adhäsion, Verunreinigungen auf metallischen Oberflächen müssen deshalb besonders bei Kleinteilverbindungen (Schichtdicke s = 0,5 mis, Durchmesser d = 1,5 fflm) abwesend sein* Ss muß daher grundsätzlich die Qualität der Oberfläche für Kleinteilverbindungen festgestellt werden* Auf Grund dieses Sachverhaltes werden bereits seit längerer Zeit im Labor als produktionsvorbereitende oder selektive Produktionskontrol!methoden wie SIMS, ESCA, AES usw« zur metallischen Oberflächenbeurteilung angewendet.

Diese Methoden sind gerätetechnisch sehr aufwendig and für Routinemessungen, da an Hochvakuum gebunden, in einer Massenproduktion ungeeignet. Industriell angewendet, werden die Messung dea Randwinkels und die Exo-Slektronen-Emission, Die Messung des Randwinkels untersucht die Benetzbarkeit einer festen Oberfläche durch eine Flüssigkeit, Ala Beurteilungskriterium für die Adhäsionseignung dient der entstehende Randwinkel, zwischen der Oberfläche des Stoffes und der Oberfläche" des Fügetelies. Diese Methode ist nicht in jedem Falle anwendbar, insbesondere, dann nicht, wenn es sich um die Beurteilung sehr kleiner metallischer Flächen, wie z. B, bei der Fertigung mikroe lektronis eher Bauelemente von A = 100 ,um handelt«, Darüber hinaus ist die Methode für eine Beurteilung der Adhäsionseignung nur für das Kleben und das Löten uneingeschränkt und weniger für das Schweißen im festen Zustand geeignet. Die Exo-Elektronen-Smissions-Methode ist gleichermaßen zu beurteilen» In der Prasis der KIeintei!fertigung, im besonderen der elektronischen und feinwerktechnischen Industrie wird deshalb mangels effektiver objektiver Beurteilungsmöglichkeiten der Adhäsionseignung metallischer Oberflächen versucht, dieses Problem durch die sogenannte Drahtanprob.e (ProbeschweiSung zwischen Kontaktdraht und metallischer Anschlußfläche) auf dem-Halbleiterchip zu lösen, Die^: Drahtanprobe ist für eine automatisierte Fertigung"als grundsätzlich-unzureichend anzusehen, weil die.Anprobe einerseits auf Testflächen erfolgt und damit eine objektive Aussage zur Fertigung nicht möglich ist, da nachgewiesen werden konnte, d.aß die Metallisierung eines Bauelementes in Abhängigkeit von der strukturellen Konfiguration d.es Bauelementes unterschiedliche Adhäsionseignung zeigen kann. Wird die Anprobe andererseits am realen Bauelementchip durchgeführt, bedingt die anschließende zerstörende Verbindungsprüfung zur Beurteilung der Adhäsionseignung den unvertretbaren Verlust.-des Bauelementes, Darüber hinaus ist festzustellen, daß durch die selektive Drahtanprobe keine generelle Aussage für die Eignung der metallischen Oberflächen des gesamten Bauelement-Scheiben-Verbandes möglich ist (Hitzsehe, K, "Schichtmeßtechnik").

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung iat die zerstörungsfreie Qualitätskontrolle in der Massenfertigung metallischer Oberflächen bezüglich ihrer geeigneten Beschaffenheit in Form der Adhäsionseignung, ausgedrückt durch einen festzulegenden ?/ert maßstab der Leuchtdichte des reflektierten Lichtes für den gewählten Fügeprozeß.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zerstörungsfreies Verfahren zur Meßwerterfassung und -auswertung zu schaffen, das· eine schnelle Ermittlung der Adhäsionseignung metallischer Oberflächen bei vorgegebenem Fügeverfahren ermöglicht, Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in bekannter Weise das vorzugsweise mikroskopische Objekt mitteis einem fokussierten Lichtstrahl beleuchtet und der reflektierte Strahl in eine frei wählbare Anzahl von Teilstrahlen zerlegt und einer Auswerteeinheit zugeführt wird* Die hier berechneten statistischen Momente der Meßwertverteilung gelangen in einen Korrelator, der diese anhand eines vorher eingemessenen Standards hinsichtlich der Adhäsionseignung der Probe überprüft und entsprechend der getroffenen Aussage eine Steuerung der nachfolgenden Schritte für den Fügeprozeß erfolgt,

Ausführungsbeispiel

In einem herkömmlichen Hellfeld-Auflicht-Mikroskop gelangt das von der Lichtquelle (1) (in Pig, 1) kommende Licht (2) .senkrecht.auf die zu beurteilende metallische Oberfläche (3), Der von dieser reflektierte Lichtstrahl wird in der Bildebene des. Mikroskopes durch einen geeigneten Strahlenteiler (4) in· beispielsweise 256 Teilstrahlen zerlegt, Die in den 'Teilstrahlen enthaltene Helligkeitsinformation wird mittels geeigneter Auswerteeinheit (5) ausgewertet und¹ über den Korrelator (6) in Beziehung zur Adhäsionseignung, durch -Vergleich der Meßwerte mit entsprechenden Standards, gebracht. Das Ergebnis wird beispielsweise al3 Ja/2Ie in-A us sage bezüglich der Adhäsionseignung zur Anzeige gebracht.

Claims

Srf indungsanspruch

Verfahren zur Beurteilung der Adhäsionseignung metallischer Oberflächen, insbesondere von mikroskopischen Objekten mittels eines fokussierten Lichtstrales, dadurch gekennzeichnet, daß dieser fokussierte Lichtstrahl nach der Reflexion von der Probenoberfläche in eine frei wählbare Anzahl von Teilstrahlen zerlegt und einer Aaswerteeinheit zwecks Vergleich der Meßwerte mit einem Standard bekannter Adhäsionseignung zugeführt wird.

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