TI-DSPを用いた多様な開発ボード・ソリューション 2007年11月15日ロステーカ株式会社代表取締役鵜澤安寿 http://www.losteaka.com 1. 基板側による接触不良の実際［1］基板の半田ヌレ不良部の分析【要旨】不良基板からはＯ,Ｎｉ,Ａｕが主成分として検出されたのに対し、保管基板 (S社,A社)からはＮｉ,Ａｕが主成分として出され、Ｏは検出されなかった。Ａｕは通常酸化しないことを考慮すると、不良基板で検出されたＯはＮｉに帰属すると考えられた。このことより、不良発生基板ではＮｉメッキが酸化していることが考えられ、Ｎｉメッキの酸化が半田濡れ不良の原因と推測された。本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 2 1. 基板側による接触不良の実際【分析内容】表面からのFE-SEM-XMA分析を行い、半田濡れ不良発生基板と保管基板についてＡｕメッキ表面のクラックの有無や構成元素を比較し、半田濡れ不良発生の原因解明の一環とする。【分析方法】 1 試料基板計3検体 S社製不良基板濡れ不良発生基板 S社基板製保管基板 A社基板製保管基板 2 試料の調製試料をIPAで超音波洗浄した後に試料台に固定し、カーボン蒸着を施したものを観察・分析した。 3 分析装置 FE-SEM ：日立製 S-4800 XMA ：堀場製 EMAX Energy EX-200 4 測定条件 FE-SEM 観察像：二次電子像,反射電子像加速電圧： 15kV XMA 検出器：エネルギー分散型（6Ｃ～92Ｕまでの元素分析）加速電圧： 15kV 二次電子像からは試料の凹凸情報,反射電子像からは試料の組成情報が得られます。また、反射電子像では平均原子番号の大きくなるにつれて高輝度に観察されます。本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 3 1. 基板側による接触不良の実際本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 4 1. 基板側による接触不良の実際本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 5 1. 基板側による接触不良の実際本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 6 1. 基板側による接触不良の実際［2］基板熱処理後のFE-AES分析【要旨】熱処理前後のAuメッキ表面をFE-AES分析し、Niが検出されるかどうかを調べた。その結果、S社製保管基板の熱処理前, 熱処理後からはNiが検出され、その比率は熱処理後の方が高いことが明らかとなった。また、両者のAu メッキ表面には有機成分が偏析しており、その領域からはNi以外に熱処理前でN, O, Na, Clが、熱処理後でN, O, Na, Cl, Pが検出された。本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 7 1. 基板側による接触不良の実際【分析内容】熱処理前後のAuメッキ表面をFE-AES分析し、Niが検出されるかどうかを調べる。【分析方法】 1 試料パッケージ基板（2検体、構成：Au / NiP / Cu） ①S社製保管基板熱処理前 ②S社製保管基板熱処理後 2 前処理および評価方法 1に示す①熱処理前は試料をそのまま使用し、②熱処理後は①熱処理前を電気炉にて200℃で10分間放置したものを分析試料とした。これらをFE-AES分析し、構成元素比率（atomic %）を算出した。 3 装置および測定条件【FE-AES】・装置：ULVAC-PHI Model 680 ・電子銃加速電圧, 試料照射電流： 10 kV, 10 nA 入射角：試料法線に対して30° ・分析面積：約25 nmφ 本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 8 1. 基板側による接触不良の実際本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 9 1. 基板側による接触不良の実際［3］基板のパッド部の断面分析【要旨】基板パッド部の断面形態を調べるために、CP法による断面FE-SEMEPMA分析を行った。その結果、いずれの試料に関しても基板パッド部のＮｉ層中には侵食を示唆する形態が確認され、A社基板製保管基板はその他の試料と比較してＮｉ層中の侵食深さが浅い傾向が認められた。また、不良発生基板の金めっき露出部最表面にはＡｕやＮｉよりも平均原子番号の低い物質が存在していると判断された。本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 10 1. 基板側による接触不良の実際【分析内容】基板パッド部の断面形態を調べるために、CP法による断面FE-SEM-EPMA分析を行う。【分析方法】 1 試料［基板計３検体］ ① S社製不良基板濡れ不良発生基板 ② S社基板製保管基板 ③ A社基板製保管基板 2 試料の調製試料をエポキシ樹脂で包埋し、機械研磨により位置出しを行った後にＰｔ-Ｐｄスパッタリングを施した。この試料をイオンポリッシング（6kV×6hr）により断面作製した後に試料台に固定したものを測定用試料とした。 3 分析装置 CP ：日本電子製 SM-09010 FE-SEM-EPMA ：日立製 S-4700 ＋堀場製 EMAX Energy EX-200 4 測定条件＜FE-SEM＞観察像：二次電子像, 反射電子像加速電圧： 5kV ＜EPMA＞検出器：エネルギー分散型（6Ｃ～92Ｕまでの元素分析）加速電圧： 15 kV 本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 11 1. 基板側による接触不良の実際本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 12 1. 基板側による接触不良の実際本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 13 1. 基板側による接触不良の実際［4］濡れ不良発生基板パッド部の断面FE-AES分析【要旨】ハンダの濡れ不良が生じたパッド（Au / NiP / Cu）断面をFE-AES分析し、不良発生の原因を調べた。その結果、S社製濡れ不良発生基板のAu層とNiP層の間には侵食を示唆する形態（局所的溶解孔）が多数存在し、これはNiPが酸化している領域であることが明らかとなった。また、この領域のNiに対するPの比率は正常なNiP部分よりも高い値であった。そして、Au層にはNiが拡散しており、さらにその表面に数10 nm厚のNi酸化物層がほぼ連続的に存在していることが判明した。以上のことから、パッド部のハンダ濡れ不良はAu表面に析出したNi酸化物の存在が原因で生じた可能性が高いと判断された。本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 14 1. 基板側による接触不良の実際【分析内容】ハンダの濡れ不良が生じたパッド（Au / NiP / Cu）断面をFE-AES分析し、不良発生の原因を調べる。【分析方法】 1.試料 ① パッケージ基板（1検体、構成：Au / NiP / Cu） ② S社製濡れ不良発生基板 2.評価方法断面調製（CP加工）された1に示す試料をFE-AES分析し、層構成を調べた。尚、測定前には測定面に付着している自然コンタミを除去するため、Arイオンエッチング（2～3分間）を行った。 3 装置および測定条件 [FE-AES] ・装置：ULVAC-PHI Model 680 ・電子銃加速電圧, 試料照射電流：15 kV, 10 nA ビームスポット径：約20nmφ 入射角：試料法線に対して30° ・Arイオン銃入射角：試料法線に対して45° エッチング速度：SiO2換算で4.5 nm / min 本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 15 1. 基板側による接触不良の実際本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 16 Cluster-DSP-Board 40mm t = 9mm 70mm 本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 17 3. 6CH-DC-DC ロステーカ開発中のCluster-SW-Boardで使用するICには電源シーケンスが必要であり、又 Cluster-DSP-Boardを4～8枚搭載すると大電流が必要となる。 IC種類電源立上り順序 IC A 3.3V → 2.5V → 1.0V IC B 1.0V → 2.5V → 3.3V IC C 5.0V → 3.3V → 1.5V IC D 1.2V → 1.2VA → 3.3VA → 3.3V DSP 3.3V → 1.25V → 1.8V 【使用電源のまとめ】 1） 1.0V ，1.2V ，1.25V , 1.8V , 2.5V , 3.3V （↑大電流） 2) 1.0V , 1.2V , 1.8V , 2.5V , 3.3VA , 3.3V-B (1.25Vにボード内部で変換) 本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 18 3. 6CH-DC-DC 本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 19 6CH-DC-DC Board 98mm t = 14mm 95mm 本書の著作権はロステーカ株式会社にあります。よって、本書の内容を無断複製及び編集は禁じます。 20