富士通クオリティ・ラボ

実装材料の解析

はんだ接合

プリント基板に部品を実装する場合には、はんだ接合が用いられます。高密度実装のための微細化・RoHS指令等に対応するための鉛フリー化等、はんだ接合に対する要求は、年々厳しくなっています。新材料・新技術の採用により、障害が発生する場合があります。

当社では、はんだ等実装材料に対して、さまざまな分析手法によるアプローチと豊富な経験・知識により、はんだ接合の問題点の解決をサポートしています。

はんだ接合部断面のFIBによる加工・観察

FIB(Focused Ion Beam:集束イオンビーム)では、一つの装置で試料の加工と観察が可能です。断面観察等を短時間で行うことができます。

はんだ接合部断面のSIM像

(画像をクリックすると高精細画像が表示されます)


はんだ接合部断面のCP加工および観察

CP (Cross-section polisher) 加工は、広い範囲を平坦に加工することが可能で、加工ダメージもほとんど入りません。はんだのように軟らかい材料は、研磨ダメージが入りやすいため、CP加工が適しています。

CP加工面を光学顕微鏡やSEM (Scanning Electron Microscope:走査型電子顕微鏡) で観察します。

はんだ接合部断面の低倍率SEM像
はんだ接合部断面の高倍率SEM像

はんだ接合部断面のTEM-EDX分析

TEM (Transmission Electron Microscope:透過型電子顕微鏡) -EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy) を用いて、はんだ接合部の微細構造と組成を調査します。

はんだ接合部断面のTEM像

(画像をクリックすると高精細画像が表示されます)


はんだバンプ表面のオージェ分析

はんだの表面をオージェ分析 (AES:Auger Electron Spectroscopy) し、表面の元素組成や分布を調査します。AESにはスパッタエッチング機能が付属しており、深さ方向の元素分布も調査できます。

はんだバンプ分析箇所を示すSEM像

AES分析箇所を示すSEM像



正常品の深さ方向元素分布

正常品の深さ方向元素分布


導通不良発生ロット品の深さ方向元素分布

導通不良発生ロット品の深さ方向元素分布



実装したところ導通不良が発生したICパッケージと同じロットのはんだバンプの表面には、正常品よりも厚い酸化膜と多い量の炭素およびナトリウムが存在することがわかりました。