膜厚仪 利用FT150 / FT160膜厚元素分析仪测量晶圆凸块中锡银浓度比例
晶圆凸块(wafer bumping)简称凸块。一般可分为金凸块(Gold bumping)及锡银凸块(Solder bumping)两大类,两种制程都需利用半导体制程. 金凸块制程常用金(Au)或是铜镍金(Cu-Ni-Au)整体比锡凸块要来得简单,锡凸块现在都用无铅焊锡(Lead Free), 无铅焊锡常用, 锡银Sn-Ag, 锡银铜Sn-Ag-Cu作为无铅焊锡广泛使用在PCB, Bump上。针对无铅焊锡凸块(Lead Free solder Bump)其中银的浓度大小将直接影响焊锡的熔点和质量,因此在焊锡的质量管理中银含量的浓度要求是十分严格的。而凸块的面积很小, 在小样品小准直器光通量小下又能精准分析锡银铜的分析设备较少, 所以能选择的仪器为EA 6000VX(准直器型), FT150h(聚焦型), FT160h, 当面积<50um的锡银点时, FT150h/FT160是较好选择. 除元素外一般Bump也有各种金属镀层厚度非常重要, 此时会用到小面积金属膜厚功能(Coating Thickness guage)。
利用搭载新型聚光系统和新一代Vortex检测器的FT150h,对不同大小的块状含银焊锡中的银含量进行测量,实现即使在微小区域内的样品测量银浓度的案例与结果评价。
含银焊锡中银含量的测量案例 |
■测量条件及标准物质
装置 | FT150h | 以标准物质中银含量2.9wt%作为单点登录。 |
管电压 | 45kV | |
管电流 | 1000μA | |
测量区域 | 30 μm φ | |
一次滤波器 | Al1000 | |
测量时间 | 60秒 | |
测量方法 | 薄膜FP法 | |
分析线 | Sn Kα Ag Kα |
■与以往机型的能谱作比较
使用同样的标准物质,利用以往机型的FT9500X和FT150h进行测量,并且比较了X射线 荧光分析能谱线。FT150h很明显波峰很大,可知道对Ag及Sn灵敏度提高了。
■测量样品
本次评价使用的块体标准物质由日立高新技术科学研制2.9%Ag。
■30次反复测量结果
每个样品各重复测量30次以评价银浓度的准确性和重复性。
表2 每个样品各重复测量30次以评价银浓度的准确性和重复性。 | ||||||
平均值 | 标准偏差 | 较大值 | 较小值 | 误差 | RSD% | |
Ag(wt%) | 2.86 | 0.026 | 2.90 | 2.81 | 0.09 | 0.9% |
将含银焊锡标准物质在60秒条件下重复测量30次,其 得到了误差范围小于0.1wt%,RSD小于1%的非常良好的重复性。 通过使用FT150h的的测量,实现了微小区域下含银焊 锡中银含量浓度的管控。 |
■含银焊锡点的实际测量案例
利用FT150h,测量直径70 μm程度的含银焊锡点。
同上述测量条件,对样品内不同的2个部位重复测量30次。对含银浓度在1.5 wt%程度样品的测量后,也获得了良好的重复性。
▲图2 含银焊锡实测样品照片
表3 含银焊锡点中银含量的测量结果 (n=30) | ||||||
平均值 | 标准偏差 | 较大值 | 较小值 | 误差 | RSD% | |
部位A | 1.57 | 0.017 | 1.61 | 1.55 | 0.06 | 1.1% |
部位B | 1.69 | 0.030 | 1.77 | 1.64 | 0.12 | 1.8% |
(单位:wt%) |
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