SE 検出器の構造と特徴低エネルギーの二次電子を検出高分解能試料最表面の状態による二次電子の放出量を反映表面状態 ( 物質 ) の違いに敏感高エネルギーの二次電子を検出試料の形状状態を反映表面形状に敏感像形成している二次電子のエネルギーが異なる SE2 像 In-lends

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なおちかこのえ
5 years ago
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1 特殊 SEM による金属粒子観察 * 応力の強い箇所を粒子サイズから把握 * クラック発生メカニズムの解明 ICパッケージ実装接合部品実装基板 LSIデバイス LCD 薄膜金属表面状態結晶粒の観察分析弊社 SEM 従来 SEM In-lends 金ワイヤや 1stBond 部の金結晶組織の状態が観察できます SE2

2 SE 検出器の構造と特徴低エネルギーの二次電子を検出高分解能試料最表面の状態による二次電子の放出量を反映表面状態 ( 物質 ) の違いに敏感高エネルギーの二次電子を検出試料の形状状態を反映表面形状に敏感像形成している二次電子のエネルギーが異なる SE2 像 In-lends

3 反射電子の構造と特徴反射電子検出器低加速電圧領域の反射電子の検出が可能

4 はんだとメッキの界面 SEM 観察合金層観察により界面剥離との因果関係を把握可能通常 SEM 弊社 SEM 合金層

検出器と同様の特性を有す In-Lens 検出器 In-Lens 検出器はビーム経路内に直接設置されており試料最表面の状態 ( 汚染帯電

5 SEM 検出器による見え方の差 SE2 検出器 SE2 検出器は SEM 試料室内の斜め上方に位置し検出器の特性及びその搭載位置から陰影感のある立体的な見え方をし形状の観察を得意とする一般的な SEM の二次電子検出器はこの SE2 検出器と同様の特性を有す In-Lens 検出器 In-Lens 検出器はビーム経路内に直接設置されており試料最表面の状態 ( 汚染帯電酸化等 ) に対し高感度な特性を有す上記の特性から ITO 表面に付着した汚染物が発見できた事例であり ( 左の SE2 像とは同視野 ) 黒点が付着物黒点厚み : 数百 nm レベル

6 付着物の分析付着物箇所は C( 炭素 ) のピークが高い事から有機物の付着が考えられる複数の検出器を使い分け汚染物が発見できた事により分析を行い有機物の付着が判明された

7 FIB-SEM 1) 特定箇所のFIB 断面を作製し低加速 SEM 観察 2) 断面へのダメージを最小限に抑えて解析分析 3) 組成結晶粒形状を画像化 4) 極最表面の状態を観察 5) 半導体拡散層の観察 6) 高分解能なEDX 分析拡大ビルドアップ基板の銅配線 FIB 断面加工 /SEM 観察

8 ラミネートフィルム観察事例サンプル例拡大内側拡大断面作製位置観察方向所々に点状の箇所が見られる ( フィッシュアイ状の点 ) 点線の位置で断面を作製

9 ラミネートフィルム断面観察白ベタ印刷のインクに塊状のような箇所が有りアルミ箔が盛り上がっている PE 層アルミ箔 PE 層白ベタ印刷層点状物の断面観察 (SEM 観察 ) 点状物の断面観察 ( 光学顕微鏡 ) 白ベタインクの粒子

10 リチウムイオン電池用セパレータ観察セパレータの断面 SEM 像イメージング FT-IR セパレータ各層の FT-IR スペクトル恒温試験 (120 ) 後の断面 SEM 観察初期 10 分後 20 分後 30 分後

11 表面実装電子部品の断面観察 SOP (Small Outline Package) 部品拡大 SOP 部品の断面全体像から半田接続部まで詳細な観察セラミックコンデンサ拡大基板に実装されたセラミックコンデンサの全体から部分まで詳細に観察

12 BGA はんだ Ball 接合部 NiSn 界面拡大 Ni-P SE2 Au P リッチ層 Ni/ Sn 化合物 SnPb 共晶はんだ Ni Cu Pb 拡大 Sn BGA はんだボール接合部 Ni パッド側接合部拡大 Ni ボイド P リッチ層 Ni/Sn 化合物 Ni/Sn 化合物さらに拡大

13 パッケージ実装品破断部の断面観察 BGA 基板とモールド材との間のクラック熱衝撃試験による破断温度サイクル試験によるはんだボール部の破断

14 太陽電池の不具合解析 laser heating short void I A semiconductor laser リーク箇所特定装置 ( エミッション OBIRCH) 発光解析によるリーク部位特定フィンガー部反射防止膜 Si 単結晶に異常が見られる異物 Si 単結晶リーク箇所の断面 SEM 赤枠部拡大

15 太陽電池モジュール断面解析該当部切り出し断面作製切り出し片 (2cm 長 ) 断面拡大 Si Cu Ag Sn Pb C 作製した断面から EDX や EPMA による元素分析元素マップ等が行えます

16 IC gate leak 観察事例断面 TEM 観察によりナノレベルの不良解析が可能不良部を狙って TEM 観察用試料作成薄片化 0.1~1.2μm 発光箇所エミッション発光解析により不良箇所を特定 30~50μm ピンホールゲート Si 基板ゲート酸化膜 Si 基板ピンホールゲート部全体断面 TEM 像ピンホール部の拡大断面 TEM 像

17 LCD のトータルソルーション LC-MS による液晶中残留洗剤の分析 black matrix polarizer film glass substrate color filter transparent electrode alignment film liquid crystal alignment film TFT glass substrate transparent electrode polarizer film TEM による TFT 構造解析 TOF-SIMS による LCD 焼き付き不良部の分析 FT-IR による PI 上異物分析

18 3 次元観察 ( カーボンブラック分散状態 ) フィラフレークなどの分散状態を 3 次元で観察エポキシ樹脂中にカーボン粒子を分散カーボン粒子

19 二次元的な観察方法 ( 断面観察 ) 断面では平面的な粒子の分散状態は分かるが奥行き方向の分散は分からない

20 二次元的な観察方法 ( 連続断面観察 ) 少し削り進む断面 1 断面 2 断面 3 断面 4 少しづつ削り進む事で奥行き方向の分散が分かるが立体的なイメージまでは把握し難い

21 三次元観察 ( 回転 ) 3D 動画での観察 ( 弊社 HP でご覧ください )

22 ホリマー結晶構造 SEM 観察ブレンドされたポリマーの結晶やラメラ構造を前処理後特殊 SEM により観察が可能 < 特徴 > ラメラ構造や結晶構造を確認することにより複合ポリマーの混合状態や構造と材料物性との因果関係を調査できます < 対象物 > 単一複合ポリマーフィルム樹脂製品等

23 ポリエチレンの SEM 観察事例前処理前の SEM 像では結晶構造がみられません前処理後特殊 SEM 観察によりラメラ構造が確認できる結晶部はホリマー分子の密度が高く耐熱性耐薬品性に優れ機械的強度も高い非晶部 ( アモルファス部 ) は分子密度が低いため耐薬品性が劣るため薬品処理により除去できる

24 結晶構造拡大 SEM 写真拡大拡大するとその様子が鮮明に分かります

25 結晶部と非晶部の物性薬品分子が隙間に入り込める溶ける非晶部結晶部薬品分子が隙間に入り込めない溶けない < フラス α 学習 > 薬品分子カラス転移点 (Tg): 温度を上げたとき非晶部ホリマー分子が揺れ始める温度融点 (Tm): 温度を上げたとき結晶部ホリマー分子が揺れ始める温度

26 ミクロンオーダー海島観察 < 特徴 > 1. 特殊 SEM により染色処理なしで状態観察が可能 2. 極性無極性ブレンドの場合元素マッピングにより海島配置関係を把握 3. 海島の配置 ( 分散混合状態 ) と物性との因果関係を調査できる < 対象物 > 島フィルム樹脂製品等海

27 SEM 観察事例 (PP にアクリル添加品 ) 光学観察拡大 SEM 観察

28 EDX 元素マッピング酸素 O 元素マッピングによりアクリルエステル酸素存在を確認 < 分子式 > ポリプロピレン (PP): ー CH2-CH2(CH3)- アクリル (PMMA):-CH2-CH2(CH3)(COOCH3)-

29 フラス α 学習 : ホリマーブレンドホリマーアロイホリマーブレンド 2 種類以上の高分子材料を混合したもの分子構造が似ていれば混ざりやすい分子構造がまったく違う場合は添加剤等で混ざりやすくするホリマーアロイ 1 種のホリマーにまったく違う構造特性のホリマーを結合させる結合させる箇所順番により3 種類存在するホリマーブレンドフロックコポリマーランダムコポリマークラフトコポリマー

30 信頼性試験から分析まで一貫対応信頼性試験 ( 加速試験恒温恒湿試験等 ) 後すぐに分析接着剤信頼性試験多層フィルム不織布単層フィルムテストサンプル例分析試験品 1 OK 品試験品 2

31 信頼性試験から解析まで一貫対応信頼性試験 ( 加速試験冷熱衝撃試験 ) 後すぐに解析信頼性試験試験サンプル例 PCB 解析 a) 封止樹脂 / タイパッド界面 b) 封止樹脂 / ソルダーレジスト界面 c) 封止樹脂 / チップホリイミド界面

32 ご清聴ありがとうございました International Test & Engineering Services Co., Ltd SOLUTION PROVIDER www/ites.co.jp 滋賀県野洲市市三宅 800 番地アイテス品質技術部清野智志 tomoyuki_kiyono@ites.co.jp TEL : FAX :