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温度サイクル試験と走査電子顕微鏡断面観察によるPbフリーはんだボールの欠陥調査

目的

Pbフリーはんだボール(Sn-3Ag-0.5Cu)を搭載したBGAパッケージの温度サイクル試験(-40℃~125℃)を実施し、抵抗上昇のみられたパッケージのコーナーボールを断面観察し、抵抗上昇の原因を調査した。

方法

下記の手法で欠陥調査を行った。
・温度サイクル試験(-40℃~125℃):1000cyc 同時に電気抵抗を計測
・抵抗上昇のみられたパッケージのコーナーボールをCPにて断面試料調製
・FE-SEM(JEOL:7000F)にて断面観察
・EBSP測定
・EBSP解析

試験装置・ソフト

・温度サイクル試験機
・CP(Crosssection Plisher)
・FE-SEM(JEOL:7000F)
・カメラ(検出器)
・OIM(Orientation Imaging Microscopy) Analysis

結果

・抵抗上昇のみられたパッケージのコーナーボールにクラックを確認した。
・クラックの進展状況が把握できた。
・結晶方位解析によりクラック近傍の方位情報を得た。
・抵抗上昇の原因を明確化できた。

お客様の成果

抵抗上昇の発生したはんだボールを特定することができ、今後のボール配置デザインに役立てることができた。

イメージ ※クリックすると拡大します。

  • 図1)はんだボール初期品断面およびEBSP解析結果
  • 図2)1000cyc.終了品断面観察結果
  • 図3)1000cyc.終了品EBSP解析結果

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