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X線光電子分光分析(XPS)

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X線光電子分光分析(XPS:X-ray Photoelectron Spectroscopy, 別名ESCA)

最表面(数nm)の元素の種類や量だけでなく、元素の結合状態まで調査することが可能です。絶縁体でも分析することができるため、非常に薄い付着物や樹脂の変色、腐食物の分析などに有効です。下記のような分析を受託致します。

  • 最表面(数nm)の成分分析
  • 元素の結合状態
  • 絶縁体の分析

 X線光電子分光分析(XPS:X-ray Photoelectron Spectroscopy, 別名ESCA)

アルバック・ファイ製 PHI Quantera SXM

 

X線光電子分光分析の動作原理

 

X線光電子分光分析(XPS、ESCA)

超高真空中で固体にX線を照射し、表面から数nm(ナノメートル)内の深さから放出される電子のエネルギー分光を行うことにより、表面に存在する元素の種類(水素,ヘリウムを除く)と量(検出限界は、~0.数at%程度)と化学的結合状態を分析できます。状態分析ができる特徴があることからエスカ(ESCA :Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)と呼ばれることもあります。

金属・半導体・ガラス・セラミックス・有機物・高分子材料など、固体であれば導電性の有無を問わず分析可能です。また、マイクロXPS装置では、φ10μm程度までの微小部をねらって分析することも可能です。

薄膜・接合・ぬれ性・耐蝕・腐食・変色・汚染・洗浄・付着・吸着・表面処理などの問題に威力を発揮します。

 

XPS装置仕様

 

型格

項目

SPEC

Quantera SXM

分析領域

おおよそ30 μm~1000 μm

サンプルサイズ

最大で70 mm×70 mm×20 mm

 

分析事例

チップ表面の異物分析


半田バンプ近くにある異物は何?

走査X線励起の二次電子像(SXI: Scanning X-ray Image)で位置を指定し、より正確に分析位置を特定できます。
また、ビーム径が絞れる(最小ビーム径は9μm)ので、小さい異物の分析も可能です。

異物の分析

分析位置

バンプの影響を等しくするため、 半田バンプから等しい距離のNG部とOK部を特定しました。

 

異物の分析

異物の分析

特定したNG部とOK部を分析しました。NG部からはSn(スズ)が検出され、OK部からは検出されませんでした。

スズを主成分とする異物(薄い付着異物)が付着していることがわかりました。

 

剥離原因調査(例:ワイヤボンディング剥離)


剥離箇所

分析位置

ワイヤボンディングが剥離した箇所について、正常ロットと剥離ロットで成分分析を行いました。

 

有機シリコンが多く付着

異物の分析

剥離ロットでは剥離性のある有機シリコンが多く付着していることがわかり、これが原因で剥離が生じたと推測できます。

 

有機シリコン・フッ素は、接着剤の剥離の原因になります

  • LCD/タッチパネル等のディスプレイと筐体の貼り合わせ
  • 塗装剥がれ
  • FPCと基板の電気的接合部