• HOME » 技術情報

技術情報

蛍光X線膜厚計の測定原理

X線管から出力されたX線はコリメータを通り一定のスポットサイズに絞り込まれてからサンプルに照射されます。サンプルから放出された2次X線のエネルギーの量を検出器にて計測して事前に測定した検量線と比較して膜厚を算出します。

X線管から出力されたX線は、コリメータを通り、一定のスポットサイズに絞り込まれてから、サンプルに照射されます。サンプルから放出された、2次X線のエネルギーの量を、検出器にて計測して、事前に測定した検量線と比較して、膜厚を算出します。

OSP(水溶性プリフラックス)とその測定原理

OSP(水溶性プリフラックス)とは?

OSP(Organic Solderbility Preservatives)とは、有機系-はんだ付け性 -維持剤(保護薬)のこと。
水溶性プリフラックス、プレフラックス、水プリ とも呼ばれています。
RoHS対策として、アッセンブリ工程に鉛フリーを導入するには、基板の処理方法として

  • 鉛フリーのはんだペースト
    SnAgCu系、SnCuNi系、SnZnCu系など(HAL)
  • ENIG(ニッケル金)めっき
  • 電解金めっき
  • 置換銀めっき、置換錫めっき
  • OSP処理

などがあります。
OSP(水溶性プリフラックス)の場合、銅に直接濡れていくので接合強度が優れているのが特徴です。

水溶性プリフラックス  

【構成成分】

イミダゾール化合物
脂肪族カルボン酸
その他添加成分
イオン交換水

【性状】

pH 2~6
透明水溶液
消防法非危険物

水溶性プリフラックスの構造
OSP皮膜

電子顕微鏡で見たOSP(水溶性プリフラックス)膜プリント基板の銅部分と化学反応し、銅表面上にのみ選択的に有機皮膜を形成します。

HAL(Hot Air Leveler )やENIG(Electroless Nickel / Immersion Gold)に比べ、コストダウンにもなります。また、水ベースの為、安全・作業環境面に優れています。

OSP皮膜の測定

OSP膜厚を測定する最も一般的な方法は、UV分光光度計の吸収法による方法でした
この方法は、コントロールサンプルを必要とします。OSP塗布したものを、有機溶媒で溶かし、溶け出した溶媒中の濃度から厚みを算出します。
直接法ではなく、破壊式であり、皮膜厚みの均一性は判りません。

OSPrey800の測定原理

OSPrey800では、可視光領域(約450~650nm)を直接照射し、その反射光スペクトルを観察し、非破壊で、薄いOSP皮膜の厚みを計算します。
よって、コントロールサンプルも、必要としません。

OSPrey800の測定原理

空気/OSP/銅の、各界面からの反射光の、干渉パターンを解析することで膜厚を測定します。

2つの反射光の合成スペクトル

お互いの反射光の位相関係は二つの反射の光路、すなわち膜厚、光学定数、光の波長で決まります。
n(屈折率)、d(OSP厚み)とすると、光路差が、2nd発生します。
光路が波長の整数倍の時(2nd=iλ λ:波長、i:整数)反射の位相が合い、光は強め合います。
逆に、位相が1/2波長ずれると、打ち消し合います。
また膜の反射率(光の強度)の周期は、1/λ毎に周期的に変化します。
膜厚が厚いほど反射率の周期の数が多くなります。
反射光の強度の周期と増幅具合を調べることで、OSPrey800はOSPの厚みを測定します。

OSP厚みとスペクトラム

一般的に、PWB上のOSP膜からの反射光スペクトルは、不均一なOSP膜厚分布や、銅の酸化、不純物(OSP膜の上のゴミ等々)、銅下地の特別粗い部分などにより、平滑部分の反射に比べると、反射光スペクトルは乱れます。

反射光スペクトルの乱れ

OSPrey800は、これらの問題を、顕微鏡による多数測定(1μm×1μmサイズ)を同時に行うことにより、解決しています。

Data furnished by (C)

四国化成工業株式会社