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【表面分析】SEM-XMAより高分解能で精度よく元素分析できます ~FE-AES~ (015)
FE-AES(Field Emission Auger Electron Spectroscopy)は金属材料や電子部品などの表面をサブミクロン以下の精度で選択的に分析し、表面に存在する元素情報を得ることができます。さらに、断面方向から接合部あるいは反応界面に形成する合金の状態を評価する場合にも適した手法です。ここでは、半田ボールの表面状態を評価した事例および半田ボールと導体の接合界面を評価した事例を紹介します。
分析事例1:半田ボールの表面分析_FE-AES
Siウエハ上のCuパッドに接合されたSn-Pb系の半田ボールにおいて、表面SEM観察下で凹凸が認められます。元素分析より、凸部はSnリッチ、凹部はPbリッチであることが判ります〔図1〕。また、このような複雑な表面形態を有する材料についてもFE-AESではサブμm以下の精度で組成を反映したイメージ像を取得することができます〔図2〕。

図1 凸部と凹部のオージェスペクトル



図2 半田ボールの表面SEM像と元素マッピング像

分析事例2:半田ボールの断面分析_FE-AES
半田ボールを機械研磨で断面調製した後、接合界面をSEM観察すると、半田中のSnとCuパッドとの相互拡散で形成した合金層の存在が確認できます〔図3〕。 また、この合金層がCu6Sn5とCu3Snの2層で構成されていることをFE-AESによる元素分析とマッピング測定で明らかにすることが可能です。

図3 半田ボール接合部の断面SEM像と元素マッピング像

その他の応用
・SUS表面の微粒子の分析
・金属材料表面の異物分析、変色原因の評価
・多層メッキ膜の分析など


高分子分析だけでなく、金属材料や電子部品などの表面に存在する元素情報を得ることができるFE-AESを用いて、半田ボールの表面分析、半田ボールと導体の接合界面を評価した事例をご紹介しました。
FE-AESにより、腐食した多層メッキ膜の断面を評価した事例もございます。
 ⇒TEMでは分析困難な局所異物が評価できます_FE-AES(016)

 ⇒電子材料の局所表面が化学状態までわかります_ESCA(XPS)(018)
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