エレクトロニクスのための断面解析

エレクトロニクスのための断面解析

断面解析は、電子部品、実装基板、半導体、化合物半導体、パワーデバイス、フィルム、樹脂成形品、太陽パネル、液晶ガラスなどの、不良・不具合・故障解析に欠かせません 部品は多くの場合、不透明・非透明、複合素材で作られています。断面解析では、部品の断面を作製し、光学顕微鏡や電子顕微鏡、分光法を用いて分析することで、結晶粒、相、層、界面、クラック、ボイド、欠陥などの構造や組成を明らかにします。断面解析は、電子部品の品質管理(QC)、故障解析(FA)、研究開発(R&D)に必須です。

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断面解析は、電子部品の品質管理(QC)、故障解析(FA)、研究開発(R&D)に必須です。

製造における断面解析とは?

電子部品や、プラスチック、金属中の微小な介在物・異物解析のための断面作製では、バルクを露出させるために特定の方向でスライスを作成します。これにより、内部の微細構造を観察することができます。信頼性試験における試験前後の状態を確認したり、不良解析や構造解析を実施するためには、試料の断面を観察することが非常に重要です。

素材や製品の断面とは?

断面とは、金属、セラミック、ポリマー、複合材料、鉱物、回路基板、集積回路などの材料や製品の切断面のことで、内部構造を調べることができます。材料や製品のワークを特定の方向に沿って切断、研磨して、滑割れや剥がれのない高精度な平滑面を作製します。解析には多くの場合、光学顕微鏡や電子顕微鏡、分光法が用いられます。

断面作製の目的は?

断面作製は品質管理や故障解析に非常に有効です。電子部品、実装基板、半導体、化合物半導体などの電子部品の構造的完全性を評価するために用いられます。断面作製は、部品の故障の原因となる欠陥を特定する上で役立ちます。

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プリント回路実装基板(PCB)の評価試験

PCBの評価試験の準備には複数の工程があります:

  • ターゲット領域からスライスを切り取る。
  • 洗浄、実装、研削、研磨、イオンミリング、必要に応じて断面エッチングを行い、PCB/PCBAの内部微細構造やさまざまな層を露出させる。

試料作製後、光学顕微鏡(OM)や電子顕微鏡(EM)で表面観察します。OMまたはEMを用いた検査により、微細構造と様々な層を評価することができます。

IC断面解析の準備

集積回路(IC)の断面解析で必要な作業:

  1. 解析する特定の領域を選択し、切り取る
  2. 封止材を取り除く
  3. ICサンプルをエポキシ樹脂に埋め込む
  4. 糸のこぎり等やイオンビームミリングで薄いスライスを切り出し、IC内部構造を露出させる
  5. 研削と研磨で表面を滑らかにする
  6. 特定のIC構造を明らかにするために、選択的にエッチングが用いられる場合がある
  7. SEM/EDSや、LIBSなど、光学顕微鏡や電子顕微鏡、分光法を用いてIC断面の表面観察と、化学組成分析を実施します。

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