2013年4月第 1. 分析事例紹介：はんだバンプの結晶粒分析 2. 分析事例紹介：はんだ合金層の調査 3. スタッフ紹介分析事例紹介 5号本号では、「ULV-SEM」の分析事例を中心に紹介いたします。 ULV-SEMと、EBSPやEDXを駆使する事で、従来はできなかった、『微小部の結晶状態や、合金層の分布などの評価』が、可能となりました。続々と新しい知見が得られてきています。 ※ULV＝Ultra Low Voltage （超加速度電圧観察の略）はんだバンプの結晶粒分析（EBSP) 概要 ICを実装してヒートショック試験をしたところ、1000cycでBGA接続が破断した。試験前後のはんだをEBSPで解析したところ、0cyc(試験前)は結晶粒が小さい部分が多いが、1000cyc(試験後)では全体に結晶粒が肥大化する傾向にあることが分かった。但し、破断箇所付近は肥大化しておらず、この部分に集中的に機械的ストレスが加わった（肥大化を阻害）ことが示唆された。手法 ULV-SEM/EBSP データ ◆0cyc ◆1000cyc後 EBSP ◆SEM観察像 ◆結晶粒マップ Electron BackScattered Diffraction Pattern （電子後方散乱解析像法）結晶に電子線を照射すると結晶方位に依存した電子回折パターンが得られます。 SEMと組み合わせて、試料のミクロな結晶方位等を調べる手法。破断箇所結晶粒分布(グレインサイズ分布） 0cycでは、細かい結晶粒が分布していたが、1000cycでは結晶が肥大化していた。 ◆結晶粒分布 POINT EBSP分析では微小部の結晶方位解析が可能です。結晶状態と材料物性には密接な関係があるので、ミクロな領域の材料物性を理解することに役立ちます。＜ EBSPの測定原理＞ SEM試料室内で試料を傾斜し、電子線を照射します。電子線は試料に衝突すると、散乱します。この散乱された電子は、試料を構成する結晶の「方位に関する情報」を含んでおり、あるパターンを有しています。そのパターンを検出することで、結晶方位を求めることができます。 (詳しい測定原理は、次回のニュースレターにて説明予定です) 分析事例紹介はんだ合金層の調査（相分析マッピング）概要無電解ニッケルとはんだバンプの接合部の相分析マッピングを、ULV-SEMにて行いました。手法 ULV-SEM/EDX（相分析マッピング）データ単純な元素分布マッピング Sn P Ni Ag Cu Au 単純な元素分布マッピングでは、元素の分布がわかるだけで、どのような合金相分布になっているかは、はっきりとしない。相分析分布マッピング EDXデータ Ni-Cu-Sn合金相各ポイントのEDXデータから組成比を算出、多変量解析により、化合物相を抽出する。 (データはNi-Cu-Sn合金相) Cu相通常のNi-P相 Pリッチな Ni-P相① 抽出された化合物相を重ね合わせる。 Pリッチな Ni-P相② POINT Ni-Cu-Sn合金相 Sn相 Au-Sn合金相相分析によって、形成している合金相の種類の違いや分布が確認可能となります。それによって、加工プロセス、材料の違いや、熱履歴の違いなどの解析に役立ちます。 Sn-Ag合金相 ULV-SEM付属のEDXには、2つの特徴があります。 ①SDD(Silicon Drift Detector)タイプの検出器が採用されており、従来のタイプのものに比べ、感度が格段に向上しました。 ②従来の元素ごとのマッピング出力だけでなく、多変量解析と相分析を組み合わせることで、化合物のマッピング出力も可能になりました。 ■MBPスタッフ紹介■ 名前：濱本錦趣味：お買い物一言：今年１月１日にﾑﾗﾀ分析ﾊﾟｰﾄﾅｰの一員になりました。分析業務は以前 3年ほど担当して、○ 年ぶりに戻ってきました。早く○年のｷﾞｬｯﾌﾟを埋め、お客様のお役に立てるよう頑張ります。ムラタ分析パートナー株式会社 TEL/FAX：076-273-1929 Mail：[email protected] 受付：西田まで