ﾃﾞｼﾞﾀﾙﾏｲｸﾛｽｺｰﾌﾟ | 株式会社アイテス

デジタルマイクロスコープによる外観観察

fujiko3_staff — Mon, 15 Nov 2021 06:00:27 +0000

検査員の目視だけでは見逃す形状を鮮明に観察することによって、不具合を的確に把握することができます。広範囲の一括観察や部分拡大も可能、様々な観察に対応いたします。

傾斜観察

デジタルマイクロスコープ： KEYENCE VHX-5000（使用レンズ VH-Z50L）使用例

チップコンデンサを真上から観察

傾斜観察した深度合成画像

-60°～+90°まで傾斜可能なレンズ機構により、実装部品の側面などをそのまま観察することが可能です。

コネクタピンを真上から観察

傾斜観察した深度合成画像

深度合成機能を持つデジタルマイクロスコープにより、サンプル全体に焦点のあった合成画像が取得できます。

連結／拡大観察

電動ステージにより、高倍での連結画像の作成が可能。
全面観察後、箇所に関係なく鮮明な拡大観察が可能。予定外箇所の追加観察も容易です。

IPC-A-610 認証IPCスペシャリストが在籍
国際規格に則って観察のお手伝い、ご相談、様々な観察のお悩みに対応いたします。

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TEL:077-599-5020

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ダイヤモンドのクラリティ観察

fujiko3_staff — Fri, 15 Oct 2021 03:00:12 +0000

ダイヤモンドの品質は4C(カット、カラー、カラット、クラリティ)で決まります。
クラリティとは、インクルージョン(内包物)やキズの程度を表すそうです。
気になるクラリティをマイクロスコープで覗いてみました。

まずは目視で

キラキラの宝石は、誰しもつい見つめてしまいますよね。見つめるといっても、目視では黄緑色っぽいなとしか見えないこのダイヤ。ソーティング(簡易な鑑定書)では、カラーはLight Yellowish Greenなんだそう。

気になるクラリティは SI-1。10倍に拡大してみたときに容易にインクルージョンを見つけることができるレベルとのこと。さすがに目視では見えません。

マイクロスコープで覗いてみよう

一見きれいに見えるモノでも、拡大すると内包物があったり割れがあったりします。
マイクロスコープでは目視で確認できない微小な欠陥を観察することができます。
＊マイクロスコープの観察例であり、ダイヤモンドの品質鑑定は行っておりません。

ダイヤモンド構造　

ダイヤモンドは炭素（C）からできており、元素的には炭と同じ物質です。宝飾品等のダイヤはダイヤモンド構造と呼ばれる規則的な結晶構造を取っており、炭は結晶構造が無秩序なアモルファス構造となります。同じ炭素からなる物質も構造が異なると別物のようですね。

ダイヤモンド構造からなる物質は炭素の他にもシリコン（Si）、ゲルマニウム（Ge）などがあります。シリコンは半導体として身近なところで様々な電子部品に使われています。マイクロスコープでは半導体電子部品やシリコンチップなどの検査、観察も行っています。　

マイクロスコープ
Keyence VHX-5000
レンズ：VH-Z50L/VH-Z00R

半導体パッケージ部品

シリコン半導体チップ

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不具合の原因を化学の視点で解決します。

fujiko3_staff — Mon, 04 Oct 2021 04:30:07 +0000

クラック、変色、剥離、変形、物性強度低下など、製品、部材などに発生する不具合は様々です。
その多くは、製品を構成する材料に原因がある場合が多く、その材料を分析調査することで解決することがあります。何が起きているのかを化学、および反応機構でアプローチする方法をご紹介します。

クラック（割れ）、剥離

打痕、応力、溶剤の接触、汚染などで材料に割れ、剥離が生じることがあります。プラスチックは特にこういった負荷には弱いものが多く、同じ製造プロセスであっても、少しの条件の違いで特性が低下します。また経年劣化でも特性低下を招きます。

分子量の低下
伸び特性の限界（降伏点）
膨潤
汚染
極性基皆無（水酸基など）

変色、変形

応力、紫外線、熱、薬品との接触などで変色、変形することがあります。

樹脂ネッキング
結合開裂
熱/光劣化
錆
変質
構成元素の欠損

化学反応機構（エポキシ樹脂硬化例）

化学反応機構とは、化学反応を電子の動きで把握することで、より深くその変化を理解することが可能となります。以下にエポキシ樹脂の硬化機構を示します。

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真贋調査（比較観察）

fujiko3_staff — Tue, 21 Sep 2021 03:00:18 +0000

正規品又は標準品と調査対象品を比較し、構造などの差異やサイレントチェンジされていないか等を調査します。　(外観観察/開封観察/電気的特性測定/破壊・非破壊観察/信頼性試験/材料調査など。)

外観観察　

X線観察

電気的測定　　　　　　　　　

開封観察

信頼性試験　　　　　　　　　　　

材料調査

正規品又は標準品をご準備ください。
実施項目、納期、費用等のご相談は下記お問い合わせよりお問い合わせください。
なお、最終的な部品ご使用のご判断はご依頼者様でお願いいたします。

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ウィスカ観察～平面ウィスカ観察のコツ～

fujiko3_staff — Fri, 04 Jun 2021 04:56:46 +0000

ウィスカは、はんだ付け部や部品リード部に発生するものと思われがちですが、平面部品のメッキ表面からもウィスカは発生します。
観察するにはちょっとしたコツが必要なのです。

装置による見え方の違い

まずは、金属顕微鏡で観察（図１）
ウィスカが２本ありますが、めっき表面が黒光りする上に凹凸が邪魔をしてかなり見難いですね。

ウィスカ観察といえば、マイクロスコープ。KEYENCE VHX-5000で観察（図２）
何と！表面が光を反射して何も見えません。

図１金属顕微鏡によるめっき平面ウィスカ観察

図２マイクロスコープによるめっき平面ウィスカ観察

サンプル角度による見え方の違い

図１/図２の通り、金属顕微鏡でも見にくく、マイクロスコープの光源でも反射により何も見えないことが分かりました。ではここで、マイクロスコープに外部光源を入れてみましょう。

図３マイクロスコープによるめっき平面ウィスカ観察（外部光源）

図４サンプル右回転（外部光源）

表面にキズやゴミが見えるようになってきたところで、サンプルを回転させてみましょう。（図４）

右回転させると、長いウィスカが見えてきました。

光源やレンズ角度による見え方の違い

マイクロスコープのレンズを傾斜させてみましょう。（図５/図６）
外部光源を使ったときは、ウィスカが白く光って見えます。
マイクロスコープのリング光源では周りが明るく、ウィスカが黒く見えます。

図５マイクロスコープレンズ傾斜（外部光源）

図６マイクロスコープレンズ傾斜（リング光）

装置、サンプル角度、レンズ角度、光源によってずいぶん見え方が違うことが分かりました。

観察経験豊富な技術者がサンプルごとに最適な観察をいたします。
お問い合わせをお待ちしております。

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似て非なる物の解析基本手法

fujiko3_staff — Thu, 15 Apr 2021 07:13:57 +0000

解析手法で最も基本的で応用範囲が広い光学顕微鏡観察からSEM観察、EDX元素分析までの流れをご紹介いたします。

光学顕微鏡による観察

光学顕微鏡による観察は最も基本的な観察手法の一つであり、大まかな形状観察等を素早く行えます。また、最大の特徴は色情報が得られることで、腐食等の変色を伴う異常の観察に活躍します。

サンプルA（光学像）

サンプルB（光学像）

光学顕微鏡観察では白色で半透明に見えるサンプルAとサンプルBの外観は似ていますが、同じものなのか詳しくSEMで観察します。（サンプルAとBが何かは最後にご紹介いたしますが予想してみて下さい。）

SEMによる観察

SEMによる観察は光学顕微鏡に比べはるかに高い倍率（数万倍）まで対応可能な為、微細な形状観察に用います。また光学顕微鏡のような色情報は得られませんが、材質（軽元素、重元素）によりコントラストが変わる特徴を生かし、樹脂と金属など材質の異なりを観察することができます。

サンプルA（SEM像）

サンプルB（SEM像）

サンプルAは光学観察では不明であった空隙が見られますが、サンプルBは比較的平坦で滑らかな形状です。次はこれらの成分が何かEDXによる元素分析を行います。

EDXによる元素分析

EDXによる元素分析では、対象物から得られるスペクトルにより含まれる元素を特定します。また、含まれる元素濃度を算出することや元素分布を確認することも可能です。

サンプルA（EDX像）

サンプルB（EDX像）

元素分析の結果、サンプルAから主に、C(炭素)、N(窒素)、O(酸素)、Ca(カルシウム)、P(リン)が検出されました。一方、サンプルBではC、Oのみの検出でした。

これまでの結果より、サンプルAは白色半透明で微細な空隙があり、C、N、O、Ca、Pが主体の物質であることから、何らかの生体物の骨が推察されます。

サンプルBは白色半透明で表面は滑らかな形状であり、C、Oが主体の物質であることから、何らかの有機系物と推測されます。（ちなみに正解はAが魚の骨、Bがエポキシの樹脂片でした。）サンプルAの空隙は骨の海綿骨と呼ばれる組織構造でCaが主体なのも骨の特徴ですね。

外観は似ていても複数の手法を用いることで違いを見つけ正解に近づくことができる事例でした。

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信頼性試験から観察までトータルコーディネート

fujiko3_staff — Wed, 17 Feb 2021 00:40:02 +0000

信頼性試験から観察まで一貫したサービスをご提供いたします。試験終了からタイムラグなく観察ができ、保管や移動リスクの低減が実現できます。

試験/観察環境

試験環境、観察環境が重要な評価として、ウィスカ観察がありますがウィスカは非常に繊細で、振動・空気の揺らぎなどに敏感なため、試験後の移動・保管などの取り扱いには注意が必要です。特に輸送による振動は、影響がでることがあります。
弊社では試験槽と保管庫、観察場所を1フロアに集約し、移動・保管のリスクを低減、ウィスカが脱落・消失しない環境を整えております。
また、信頼性試験前後のマイグレーション観察やはんだ表面観察も承っておりますので、お気軽にお問い合わせください。

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ウィスカ評価

fujiko3_staff — Fri, 11 Sep 2020 06:00:22 +0000

鉛フリーはんだが普及する一方、Snめっきあるいははんだ付け部から発生する金属結晶のウィスカは電子部品の信頼性に大きな影響を与えます。
弊社では、信頼性試験から解析まで一貫したウィスカ評価が可能です。

ウィスカ評価

信頼性試験後に実装基板の外観観察を行い、ウィスカ有無の判定を行います。

基板中のどの部品、どのピンにウィスカが発生しているか検査員が逃さず観察します！

外観観察でウィスカが検出されたらデジタルマイクロスコープで観察・測長を行います。

マイクロスコープによるウィスカ検出

より詳細に観察、分析を行いたい場合は、表面SEM / EDX分析を行います。

分析結果より、部材由来のメッキ (Sn) ウィスカと判明

必要に応じて、断面観察（SEM）や結晶方位解析（EBSD）などの観察、解析も可能です。

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信頼性試験に伴う経時変化観察

fujiko3_staff — Mon, 06 Jul 2020 08:00:22 +0000

信頼性試験の間、試料は刻々と変化します。
どの時点でクラックが入ったのか、劣化の進行はどのように進んでいくのか、初期状態と
どれくらい変化したか…
信頼性試験と組み合わせることで、対象物の変化を時系列かつ非破壊で評価いたします。

信頼性試験による試料変化の観察

成長するマイグレーション

実験的に露出したCu配線間に水滴を垂らし、電圧を加え、マイグレーションが発生、成長する様子を観察しました。

ウィスカ観察、マイグレーション観察、耐圧観察、はんだ評価、薬品侵蝕試験、市場での経年劣化品などの変化観察に応用できます。
環境試験、観察頻度はお客様のご要望の条件にて実施いたします。
電気特性、SEM観察、元素分析、断面観察などの追加解析もご相談ください。

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実装部品のインク浸漬試験(dye and pry)

fujiko3_staff — Sun, 06 Nov 2016 10:38:11 +0000

パッケージや実装部品の破断・剥離の確認方法として、非破壊検査(透過X線、CT)や断面観察等がありますが、これらは破断した層に対する剥離の広がりを「面」でとらえることが困難です。
インク浸漬試験(dye and pry)では、着色液や蛍光液を浸透させることにより、破断・剥離層の観察を行うことができます。

インク浸漬試験の流れ

事例：実装部品（ＢＧＡ、ＱＦＰ）

観察の結果、はんだボールの多くが部品側で破断し、ボール外周から進展していた。

観察の結果、破断はリード接合部のフィレットヒール部より進展していた。

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ウィスカ観察

fujiko3_staff — Tue, 06 Jan 2015 08:37:08 +0000

ウィスカとは、金属表面からひげ状に結晶が成長したもので、ZnめっきやSnめっきで発生することがよく知られています。またウィスカは電子部品の端子から発生するものと思われがちですが、平面部品のめっき表面からも発生します。ウィスカが発生し成長するとデバイスや機器類の故障に繋がる可能性があり、電子部品の信頼性に大きな影響を与えることから、ウィスカの観察、評価は重要です。

ウィスカ発生メカニズム

・内部応力型

　Cu母材にSnめっきの構造で室温で発生する事例が知られている。　

　これはCuの拡散がSnめっき粒界に沿って進むことでCu6Sn5が

めっき粒界で選択的に合金化し、それによって発生した応力で

　ウィスカが成長するメカニズムや、Snの再結晶化に伴う応力発生

　のメカニズムなどが報告されている。

・温度サイクル型

　母材とめっき材との線膨張係数差により温度スイングを繰り返す

　ことで応力が発生するメカニズムが報告されている。

・腐食型

母材やめっき材など材料の腐食に伴う体積膨張にて応力が発生するメカニズムが報告されている。

・外部応力型

　コネクタの嵌合などによる外部からの応力により発生するメカニ

ズムが報告されている。

・エレクトロマイグレーション型

エレクトロマイグレーションによる原子の移動で応力が発生する

メカニズムが報告されている。

信頼性試験から観察、3次元測長までご支援します

ウィスカは必ずしも直線的に成長しないために３次元的な長さを測定することが重要です。また微細なウイスカを見逃さないよう2人の作業員でダブルチェックを行います。観察のご依頼からも承っておりますので、お気軽にお問い合わせください。

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