TopAnalytica: Uudet laitteet, uudet mahdollisuudet Nokia Corporation. Jyri Salminen

Transkriptio

1 TopAnalytica: Uudet laitteet, uudet mahdollisuudet Nokia Corporation Jyri Salminen

2 Taustaa

3 Elektroniikkateollisuus: muutos perinteisestä elektroniikasta kemian teollisuus Pinnoitteet - Ulkonäkö - Kosteussuoja - Kulutuskestävyys - Toimivuus Musteet - Ulkonäkö - Toimivuus Liimat / Teipit Lakat - esim. kosteussuoja Polymeerit - seokset, lisä-aineet (fillerit, lasikuitu) Liuottimet - puhdistus

4 Analyysi tarpeet

5 Epäpuhtaudet materiaaleissa - pinnoite viat (hapettumat: esim hopea rikki) - roskat Laatukontrolli - olemmeko saanet oikeat materiaalit? - ROHS, REACH standardit (lisää seuraavilla sivuilla) Kotimaiset ja kansainväliset terveys standardit - Työterveyslaitos (esim ftalaatit, isosyanaatit ym.) Nanopinnoitteet asettavat haasteita: homogeenisuus, paksuus

6 ROHS (Restriction of Hazardous Substances Directive) RoHS restricts the use of the following six substances: 1.Lead (Pb) 2.Mercury (Hg) 3.Cadmium (Cd) 4.Hexavalent chromium (Cr6+) 5.Polybrominated biphenyls (PBB) 6.Polybrominated diphenyl ether (PBDE)

7 REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) Asetuksen velvoitteet voimaan vaiheittain Asetus tuli voimaan kesäkuussa Asetuksen velvoitteet tulevat voimaan vaiheittain, viimeistään 11 vuoden kuluttua asetuksen hyväksymisestä. Vaiheittain rekisteröitävien aineiden esirekisteröintiaika päättyi Asetus korvaa noin 40 aiempaa EU:n erillistä säädöstä. Kansallinen kemikaalilainsäädäntö on myös uudistettu huomioiden asetuksen edellyttämät muutokset. Erityistä huolta aiheuttavat aineet esineissä Erityistä huolta aiheuttavat aineet ovat syöpää aiheuttavia, perimää vaurioittavia, lisääntymismyrkyllisiä ja hitaasti hajoavia, biokertyviä tai myrkyllisiä. Luettelo erityistä huolta aiheuttavista aineista (ns. kandidaattiluettelo) julkaistaan ja päivitetään säännöllisesti Euroopan kemikaaliviraston verkkosivuilla (echa.europa.eu: ECHA CHEM > Authorisation > Candidate list). Esineen valmistajan tai maahantuojan tulee antaa riittävät tiedot esineen turvallisesta käytöstä vastaanottajalle sekä pyynnöstä kuluttajille, jos esine sisältää luetteloitua ainetta yli 0,1 painoprosenttia. Tiedottamisvelvollisuus tulee voimaan heti, kun aine julkaistaan kandidaattiluettelossa.

8 REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals)

9 TopAnalytica: Analyysit

10 Analyysilaitteita

11 BIB (Broad Ion Beam ) Vian etsintä komponentin sisältä: porataan reikä varovasti ja etsitään vioittunut kohta - tiedettävä vikaantumiskohta - esim prosessorit moldattu epoksikuorella

12 Analyysiesimerkkejä

13 Counts Counts Esimerkki 1. SEM-EDS, SIMS, Mikrotomi Polymeerikerrokset (PDMS), Väri-aine Physical Electronics, Inc Flying Cloud Drive Eden Prairie, MN HY POS.TDC + Ions 100µm cts Mass [m/z] HU POS.TDC + Ions 100µm cts Mass [m/z] 48 69

14 Esimerkki 2. SIMS, ESCA Pinnoite kulta-nikkeli-kupari lasien pinnoitteet: - monesti fluoripohjaisia hopea

15 Esimerkki 3. Poikkileikkaus, SIMS, ESCA Välimetallikerros

16 c/s -O KLL -F KLL -F KLL -F1s -O1s -N1s -C1s -Si2s -Si2p -F2s -F2p Esimerkki 4. ESCA, Mikroskooppi Musteet * Johtavia / ei johtavia * haaste: musteet seoksia adheesio? lasit.102.lasit.1.spe: lasit.lasit.1 Company Name 2013 May 15 Al mono 25.1 W µ ev e+004 max 1.15 min survey/1/1 (Shft) 4 x 104 lasit.102.lasit.1.spe Atomic % C1s 47.3 F1s 24.9 O1s 19.5 N1s 5.2 Si2p Binding Energy (ev)

17 Tulevaisuuden haasteita 1. Nanopinnoitteet asettavat haasteita: homogeenisuus, paksuus (10 nm 100 nm) 2. Pinnankarheus (luokkaa muutamia mikroja) + nanopinnoite: Miten tutkia? 3. Pintojen adheesio-ominaisuudet : - liuottimien vaikutus - plasmakäsittelyn vaikutus 4. Kappaleet suuria mutta tutkittavat kohdat pieniä näytteen otto ongelmallista! 5. Spottikoot pieniä esim XRF: pinnoite alue 100 um halkaisijaltaan

18 6. Materiaalien (erityisesti polymeerit) mekaaniset ominaisuudet: esim. DMA (Dynamic Mechanical Analysis )

19 7. Testit vakuumikammiossa: korkeus merenpinnasta