[發明專利]一種電子元器件表面腐蝕層厚度的檢測方法

在審

• 申請號: 202210092832.5
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114414655A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 肖運彬;陳蘭;彭博;徐煥翔;劉子蓮;朱剛
• 申請（專利權）人: 中國電子產品可靠性與環境試驗研究所((工業和信息化部電子第五研究所)(中國賽寶實驗室))
• 主分類號: G01N27/64
• 分類號: G01N27/64;G01B7/06
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉建榮

本發明公開了一種電子元器件表面腐蝕層厚度的檢測方法，屬于分析檢測技術領域。該方法采用飛行時間二次離子質譜儀對待測電子元器件樣品表面進行腐蝕元素定位，采集樣品表面成分信息，確認腐蝕元素，隨后進行縱向深度剖析，當腐蝕元素原子數不再隨剝離深度變化或檢測不出腐蝕性元素時，以此時的剝離深度作為腐蝕層厚度。該方法檢測步驟簡單，成本較低，無須額外制樣，檢測效率高，檢測靈敏度高可達ppm至ppb，精度達到納米級，能夠準確獲取腐蝕層厚度，對微型元器件的質量評估、可靠性評估和失效分析等方面具有較大的應用前景。

技術領域

本發明涉及分析檢測技術領域，具體而言，涉及一種電子元器件表面腐蝕層厚度的檢測方法。

背景技術

隨著信息技術的高速發展，電子元器件的集成化和小型化已成為趨勢，極微量的吸附液膜或腐蝕產物都會對電子元器件的性能產生影響，電子元器件的腐蝕失效問題越來越突出。

目前，對電子設備中接點、連接件和集成電路等電子元器件使用的典型金屬材料的環境腐蝕研究表明：在大多數工業環境空氣中，引起電子設備金屬腐蝕的氣體主要有三類：SO₂、H₂S、NO_x等酸性氣體、NH₃等堿性氣體和O₃氧化性氣體，其中-酸性氣體在電子設備腐蝕中是最為有害的氣體。H₂S是含硫化合物中影響材料性能的主要代表物，即使ppb級濃度的H₂S也可與金屬在各種濕度條件下反應形成微量的腐蝕物。

為了更有效地分析電子元器腐蝕原因及其失效機理，評估元器件的安全性及可靠性，對元器件表面腐蝕層厚度的測試分析是必不可少的步驟。通過對腐蝕層厚度的測量，可以了解器件內部材料腐蝕失效的機理，提高器件的可靠性。

目前傳統的腐蝕層厚度檢測方法有3種：

A、采用超聲波對腐蝕層進行測量，通過探頭發出超聲波脈沖，超聲波沖破被測物表面涂抹的耦合劑，到達被測物之中，超聲波遇到物體后部分發生反射，再通過探頭接收反射回來的超聲波計算腐蝕層厚度；

但該方法目前只能測試體積較大的樣品，對于微型元器件產品無法進行測試，此外超聲波檢測的精度較差，無法準確測量出腐蝕層厚度。

B、采用聚焦離子束分析(FIB)與能量色散X射線光譜儀(EDS)聯用技術，通過FIB對元器件材料先進行離子束切割，再對切割面進行腐蝕元素面分布分析，測試元素分布距離得到腐蝕層厚度；

但該方法由于EDS元素面分布精度較差，無法準確得到腐蝕層厚度。

C、采用透射電鏡(TEM)與電子能量損失譜(EELS)聯用技術，通過FIB對元器件腐蝕位置制成幾十納米薄片后，采用透射電鏡觀察，EELS確認腐蝕元素面分布分析，測試元素分布距離得到腐蝕層厚度；

但該方法制樣難度大，元素檢出限較高，集中在1％以上才可檢測到，無法準確得到微量的腐蝕層厚度。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電子元器件表面腐蝕層厚度的檢測方法，以克服上述技術問題。

本申請可這樣實現：

本申請提供一種電子元器件表面腐蝕層厚度的檢測方法，采用飛行時間二次離子質譜儀對待測電子元器件樣品表面進行腐蝕元素定位，采集樣品表面成分信息，確認腐蝕元素，隨后進行縱向深度剖析，當腐蝕元素原子數不再隨剝離深度變化或檢測不出腐蝕性元素時，以此時的剝離深度作為腐蝕層厚度。

在可選的實施方式中，待測電子元器件樣品包括芯片、貼片電阻、陶瓷電容或金屬組件。

在可選的實施方式中，待測電子元器件樣品的表面高度差不超過0.5μm。