低真空SEM(走査型電子顕微鏡)による絶縁物の観察

1.概要

走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope 略称:SEM)を用いて非導電性試料 (絶縁物) を観察する 場合、通常は前処理としてAuやPt,C等の導電性物質を蒸着し、高真空 (1万分の1 Pa)状態で観察します。 蒸着により変質させたくない試料や高真空により変形する試料、水・油など揮発成分を含む試料には、試料室内を10Pa～100Pa程度に制御することにより前処理が不要となる低真空SEMによる観察が有効です。

走査電子顕微鏡(SEM),エネルギー分散型分光法(EDS)の技術紹介はこちらから

2.低真空SEM装置の特徴

• 導電性物質蒸着前処理の省略や真空引き時間の短縮により、試料変質を抑えた迅速な分析が可能
• 低真空SEM観察後の試料をフーリエ変換赤外分光分析や微小部X線回折測定で調査を行う事も可能
• 水分、油分などの揮発成分を含んでいても、少量であればそのまま観察が可能^※1
• 実体顕微鏡では難しい、凹凸の大きい物体の写真撮影が可能
• エネルギー分散型X線分析機能 (Energy Dispersive x-ray Spectrometer 略称:EDS) により、微小領域のホウ素からウランに至る元素の存在把握・元素マッピング分析が可能^※2

※1 脱脂・切断等加工が必要になる場合があります。
※2 成分によっては同定が困難な場合があります。

3.装置仕様

メーカー	日本電子(株)製
型式　※低真空モード	JSM-6010LA	JSM-IT300
最大加速電圧	20kV
試料サイズ	7cmx3.5cm 厚み4cm以下	9cmx9cm 厚み5cm以下
観察倍率	10倍～10,000倍 (対象物により制約があります)

4.測定事例;電子基板の不具合(導通不良)調査

筋状変色が見られた部分 <写真1> を、無処理でそのまま拡大観察すると付着物が見られます。<写真2>元素マッピング分析を行った結果、付着物から、Snが多く検出されました。<写真3>
⇒ハンダ中のSnが結露(水分)によって選択腐食され流れて、導通不良に至ったと推測されます。

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