表面分析からこんなことがわかります

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はじめに

身の回りにある電子機器の部品には何らかの表面処理が施された部品が使用されています。例えば、スマートフォンの部品には様々な表面処理が行われています。これによりキズが付きにくい、汚れが付きにくい等の機能性を持っています。もし表面処理を行った表面に汚染等が付着すると、目的の機能を発揮しません。
今回は最表面の付着物の元素分析の進め方、EDSとAES分析事例について紹介します。

表面汚染のキャラクタリゼーション(BN1365)

最表面の付着物の元素分析の進め方

■ ステップ1:異常部の観察

はじめに、不良が発生している箇所を光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察し、付着物や異物の大きさを確認します。

■ ステップ2:不良部の付着物や異物の元素分析手法の選定

元素分析手法の選定にはバブルチャートが役に立ちます。このチャートより、分析スポット径、検出感度及び情報深さが目的の付着物に最適な分析手法を選定します。

<参考サイト>

バブルチャート
各種分析手法の情報深さ

この際に異常部の付着物や異物の物質が無機系又は有機系なのか、またどのような物質が付着している可能性があるのか推定できると、最短で目的の結果を得ることができます。

EDSの分析事例紹介

SEM分析装置に組み込まれたEDS装置は、1ミクロン又はそれ以上のパーティクルや異物の評価のために、短時間、そして効率の良いツールを提供します。EDS分析装置は、軽元素(BからFまで)から重元素まで測定可能で、多元素の同時イメージングが可能です。

7元素の面内マッピングデータを図1に示し、それと共に2次電子と反射電子像を示しています。この取得したEDSマッピングデータから、表面付着物はカーボン軸受材料とMg、Al及びSiの酸化物の集塊であることが容易に決定されます。

■ 図1 SEM像、EDSの元素マッピングデータと反射電子像(BSE像)
SEM像、EDSの元素マッピングデータと反射電子像(BSE像)

AESの分析事例紹介

パーティクルと欠陥が1ミクロン以下の場合、理想的な分析手法はAES分析です。この装置は20nmほどのパーティクルと欠陥の元素を評価することができます。

分析事例を図2に示します。Si基板上の50nmパーティクルのAESのサーベイスペクトルは、このパーティクルはアルミニウムが含まれていることを明らかにしています。

■ 図2 AES装置で取得したSEM像、Alマッピングデータ及びAESスペクトル
AES装置で取得したSEM像、Alマッピングデータ及びAESスペクトル

<関連情報>

EDSとAESによる表面汚染分析の応用例

・コーティング膜表面の変色部、付着物および異物の調査
・表面処理やクリーニング処理後の表面付着物や異物の調査
・電子部品の表面付着物の調査
・金属部品や製品の変色部や表面付着物の調査

分析手法紹介

AES分析紹介

分析豆知識

AES分析とEDS分析の使い分けは?
AES分析データの見方とわかりやすい応用例

関連分析事例

メディカルデバイス用ステンレススチールの微小腐食の分析(BN1500)

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