内藤電誠工業株式会社評価部は、半導体製品の信頼性評価(耐候性試験)/実装評価(耐熱性試験)/調査解析(外観/非破壊/半破壊/破壊)を行います。

内藤電誠グループ/内藤電誠工業株式会社 評価部

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調査解析サービス内容>>調査解析装置一覧>>調査解析事例

銅(Cu)ワイヤーPKGの開封及び断面加工による解析が可能です。
チップ各層のエッチング解析が可能です。
LEDのモールド除去による解析が可能です。

調査解析事例
調査解析トップ 調査解析装置一覧 調査解析事例
リチウムイオン電池解析事例
 ▼詳細を開く
 
・内部構造観察(μF-X線による非破壊観察)   
携帯電話用バッテリー全体像 電極間の観察
 
・断面構造解析(クロスセクションポリッシャーによる高精度研磨)
断面研磨による構造確認 高精度研磨による電極層観察
 
  (大気暴露の環境での対応となります)
 
 
断面/平面解析事例
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チップ抵抗半田接合部
X線スペクトル
  LSIリード半田接続部
特性X線マップ像

 BGA断面研磨解析
BGA断面観察箇所
BGA断面観察箇所
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はんだボール接合状態
はんだボール接合状態
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はんだ-BGA電極接合状態
はんだ-BGA電極接合状態

 基板平面研磨解析
実装基板外観
実装基板外観
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基板1層目配線パターン
基板1層目配線パターン
 

基板裏面から1層目まで研磨
基板裏面から1層目まで研磨


 ICボンディング断面解析
ボンディングワイヤ接合状態
ボンディングワイヤ接合状態
 
フレーム側接合状態
フレーム側接合状態
 

基板裏面から1層目まで研磨
チップパッド接合状態



チップ側ワイヤ接合状態(一辺)

 コネクタ断面研磨解析
基板実装された大型コネクタにおいても全端子一面で断面観察を行います。
コネクタ断面研磨解析  
コネクタ断面研磨解析
はんだ実装状態観察(代表5端子)

 実装基板平面研磨解析

携帯電話等、微細かつ多層配線基板の平面研磨解析が可能です。(※部品取外し等による基板膨らみ、反りがないもの)平面研磨により、実装基板の出来栄え確認や構造解析、マイグレーション観察等、幅広い解析に応用可能です。

実装基板平面研磨解析


 実装断面・平面研磨後計測事例
基板の断面~内部配線層の状態確認及び配線層各層の寸法計測が可能です。
断面観察事例
実装断面・平面研磨後計測事例
 
平面観察事例
コネクタ断面研磨解析
 
PKGの開封事例/基板実装品の開封事例/LEDの開封事例/ドライエッチング(RIE)
 ▼詳細を開く
ICやLSIは、チップを様々な外部ストレス(温度、湿度、応力など)から保護する為、
熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂など)で封止されている。
封止後にチップの評価解析をするためには、パッケージを開封しなければならない。
 PKGの開封事例
前工程完了のウェハー LSIチップ 製品化
(パッケージ封止)
パッケージ開封
(LSIチップ表面)


パッケージ断面図


 基板実装品の開封事例
・基板実装部品の開封

  基板に実装したままの状態で開封し、基板や他の部品にダメージを与えずに開封を実施

 LEDの事例
・開封内部解析
 LEDはゲル状のシリコン樹脂で覆われて開封が困難ですが、電気的接合状態を保った状態で開封が可能。


 ドライエッチング(RIE)
 パッケージ開封後、ドライエッチング装置でチップ表面のポリイミド膜を除去。
さらに酸化膜~Ti系のバリアメタルまでエッチング。
ポリイミド膜あり
ポリイミド膜あり
 
ポリイミド膜除去後
ポリイミド膜除去後
 

SiO2~Ti系バリアメタルまで
エッチング後
 

最上層配線観察
  優れた異方性のドライエッチングにより多層配線の構造を観察。
 
異方性エッチングのイメージと等方性エッチングのイメージ
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上2層配線観察
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上3層配線観察
最上層配線観察
 
上2層配線観察
 
上3層配線観察
 
Cuワイヤ開封
 ▼詳細を開く
Cuワイヤにダメージなく薬液のみでの開封が可能となりました。
(※銅ワイヤ開封には、条件だしが必要です。)

 プログラマブルBGAの事例

パッケージ開封後の外観
 

Cuワイヤ全体像
 

【PKG情報】
・PKG種類:484ピンBGA
・PKGサイズ:23×23mm t2mm
・チップサイズ:7.5×7mm
・ワイヤ径:20μm

従来方法:Cuワイヤの腐食
従来方法:Cuワイヤの腐食
 
1st.側:Cuワイヤ腐食なし
1st側:Cuワイヤ腐食なし
 
2nd側:Cuワイヤ腐食なし
2nd側:Cuワイヤ腐食なし


 パワーMOS FETの事例
 

・通常開封(左側)/特殊開封(右側)

  ワイヤーにダメージを与えることなく
開封を実施

 
SEM観察の事例
 ▼詳細を開く
低真空モードによる二次電子像
X線スペクトル
  高真空モードによる二次電子像
特性X線マップ像
観察部位 拡大
X線スペクトル
  観察部位 拡大(反射電子像)
特性X線マップ像
 
銅ワイヤーボンディング断面観察事例
 ▼詳細を開く
断面研磨 ⇒ フラットミリング加工

FE-SEM(SU8000)にて、Cuボンディング接合状態、合金層形成状態の観察が可能です。
銅ワイヤーのボンディングは、一般的にAuワイヤーよりボンディング加重が高く設定されます。
下記のSEM画像は、AIパッドの損傷状態を観察した事例です。


 
【合金層間クラック】
 
【合金層形成不良】
 
【AIパッド損傷】
 
 
成分分析の事例
 ▼詳細を開く
EDX(エネルギー分散型X線分光法)の原理(109KB)

1.基板電極の腐食および付着物の成分分析事例
 低真空モードによる観察・分析ではチャージアップ現象の軽減効果により、
 絶縁物試料への無蒸着観察・が可能となります。また、蒸着成分を含まない元素定性が可能となります

不具合外観
X線スペクトル
(低真空モードによる無蒸着観察)
特性X線マップ像
X線スペクトル
X線スペクトル
特性X線マップ像
特性X線マップ像

2.共晶半田の定量分析事例
 定量分析とは、含まれている元素の組成比を明らかにする、
 又は注目している元素がどれくらいかの量、含まれているかを明らかにする分析で、
 定性分析として収集したX線スペクトルデータから定量計算されます。
X線スペクトル&特性X線マップ像
X線スペクトル
定量分析結果
特性X線マップ像
3.加速電圧の相違によるX線スペクトルの違い
 弊社が所有する分析装置はエネルギー分散型(EDX)で、試料表面への電子ビーム照射により
 発生した特性を検出し、元素分析を行うものです。元素検出の深さ方向の感度は加速電圧により
 変わることから加速電圧を変えて分析することで、深さ方向の定性を検討することが可能となります。
図1-a、bは、ある電子部品にみられた変色部(SEM観察において薄膜状の物質が存在)と正常部を
加速電圧15kVにて定性分析したX線スペクトルですが、有意差を確認することができませんでした。
X線スペクトル
そこで加速電圧を5kVに下げて定性分析したところ、図2-a、bのようにC成分の強度が大きくなっている
ことが確認できました。加速電圧を低くしたことで、最表面、且つ軽元素の情報が顕著に現れた事例です。
(尚、事後の調査によって変色部には有機系の物質が存在することが判明しました。)
X線スペクトル
4.BGA半田ボール接合部の線分析半田ボール断面SEM像(広域)とSEM像(分析エリア)にリンクした線分析データ
X線スペクトル
X線分析データ
X線スペクトル
元素別分析データ
特性X線マップ像
 
SAT観察の解説
 ▼詳細を開く

◆プローブラインナップ
周波数 焦点距離 ビーム径 備   考
25MHz 15mm 200μm 樹脂モールドPKG等(標準品)
50MHz 15mm 100μm 樹脂モールドPKG等(薄型品)
75MHz 12mm 50μm 樹脂モールドPKG、ベアチップ等
140MHz 8.1mm 30μm フリップチップ等
230MHz 2.9mm 7μm ベアチップ(250μm以下)

 
SAT観察事例 QFPの観察
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 パッケージ:□20mm×15mm QFP
 プローブ:75MHz
 焦点:捺印面よりの観察  樹脂-インナーリード表面間
 裏面よりの観察  樹脂-ダイパット裏面
捺印面よりの観察 裏面よりの観察
剥離は、ポイント2のように白く見えます。
画像のみでは判断が出来ないことがあり、そのポイントの波形で判断をします。
波形1の正常波形の起点が正位相に対し、波形2の波形は負位相となっており
波形が反転しています。
この場合、剥離しているものと判断致します。

 
クロスセクションポリッシャー 観察事例 フラットミリング
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機械研磨後 Auボンディング部 FE-SEM写真
  イオンミリング実施 加工条件 
 加速電圧:5kV
 ビーム入射角:4°
 時間:20min

イオンミリング後 Auボンディング部 FE-SEM写真

  ・機械研磨限界のスクラッチキズ除去
  ・Au・AI合金の境界が明確
  ・チャネリングコントラスト観察が可能
         ↓
   結晶方位に依存して電子反射率が異なることによって生じるコントラスト

 
マイクロフォーカスX線解析 観察事例 FCBGA
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*:  内の値は、観察時の表示倍率です。
平面     【サンプル全景】     側面 平面  【ワイヤー・基板配線部‐拡大】 側面
【基板配線】 【基板配線-拡大】
【基板TH】 【基板TH‐拡大】

 
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