Au/Pd-Schichten im nm-Bereich auf Leiterplatten

In der Elektronik-Industrie werden zunehmend immer dünnere Schichten verwendet. Damit steigen auch die Anforderungen an die Messtechnik, um im Rahmen einer industriellen Produktion zuverlässige Kenngrößen zur Produktionsüberwachung und -steuerung zu liefern. Ein Beispiel hierfür ist das System Au/Pd/Ni/Cu/Leiterplatte mit Schichtdicken für Au und Pd bis hinunter zu wenigen nm. Als Messmethode zur Qualitätsüberwachung dieser Schichtsysteme haben sich Röntgenfluoreszenz-Geräte etabliert.

Je dünner die zu überwachenden Schichten sind, desto wichtiger wird auch die Wahl des geeigneten Detektortyps. Tab. 1 zeigt hierzu einen Vergleich von Geräten mit Proportionalzählrohr, PIN-Diode und SDD (Silizium-Drift-Detektor).

 

50 nm Au

24 nm Pd

Detektortyp

Standard-abweichung

Variations-koeffizient

Standard-abweichung

Variations-koeffizient

Proportionalzählrohr

(0,2 mm Blende)

2,2 nm

4,3 %

3 nm

13 %

PIN-Detektor

(1 mm Blende)

0,9 nm

1,8 %

1,2 nm

4,8 %

SDD-Detektor

(1 mm Blende)

0,2 nm

0,4 %

0,5 nm

2,1 %

Tab. 1: Verschiedene Detektortypen und die jeweils damit erzielbaren Standardabweichungen und Variationskoeffizienten

Die deutlich verbesserte Wiederholpräzision des SDD ermöglicht die Messung sehr dünner Au- und Pd-Schichten. Auch die Richtigkeit ist für Geräte mit SDD höher, da durch die hohe Energieauflösung das Nutzsignal weniger durch den Untergrund oder benachbarte Fluoreszenzlinien gestört wird.

Abb. 1: Das Messsystem FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SDD ist mit einem Silizium-Drift-Detektor (SDD) ausgestattet, mit dem sich extrem dünne Schichten schnell und wiederholgenau bestimmen lassen

Die richtige Behandlung des Grundwerkstoffes gewinnt bei dünneren Schichten auch zunehmend an Bedeutung. Eine pauschale Subtraktion des Untergrundsignales verbessert zwar die Wiederholpräzision, führt aber zu fehlerhaften Ergebnissen. Die Auswertesoftware WinFTM® erlaubt deshalb die explizite Berücksichtigung der Zusammensetzung des Untergrundes bei jeder Messung.

Ein lokaler Ansprechpartner von Fischer berät Sie gerne bei der Auswahl des geeigneten Röntgenfluoreszenz-Gerätes für die Vermessung von Au/Pd-Schichten auf Leiterplatten:
FISCHERSCOPE® X-RAY XDL mit Proportionalzählrohr, XDAL mit PIN-Detektor, XDV-SDD mit Silizium-Drift-Detektor.

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