Solution
SiCチップとはんだ界面の 断面研磨・SEM観察
CPによるイオンミリング加工で、この「異硬度接合断面」を平滑かつ再現性高く仕上げます。
SiC断面研磨SEM観察
課題
SiCパワーデバイスのはんだ接合断面は、機械研磨での観察が極めて難しい対象です。SiCチップの硬度はビッカース硬度2000以上であるのに対し、接合に使用されるはんだは15前後と、硬度差が100倍以上に達します。このような硬軟複合材料を機械研磨すると、柔らかいはんだ側が先に削れてダレが生じ、界面の形状が本来の状態から変形してしまいます。その結果、ボイドや剥離の有無を正確に評価できず、故障解析や信頼性評価に必要な情報が得られないケースが発生します。
解決策
CP（イオンミリング加工）で、「硬度差100倍の界面」を正確に断面出しする
Point 1
硬度に依存しない加工原理
CP（イオンミリング加工）はArイオンビームを試料断面に照射することで加工を行います。物理的な力をかけないため、機械研磨では避けられなかった硬軟材料間のダレや変形・段差が生じません。SiCチップ・はんだ・基板電極が積層した複合構造でも、各層の硬度に関係なく均一な断面を作製できます。
Point 2
界面形状をそのままの状態で観察
加工後の断面は、SEM（走査電子顕微鏡）で高倍率観察を行います。CPによる平滑断面により、はんだとSiCチップ間の接合界面を原形に近い状態で観察できます。ボイドのサイズ、界面剥離の起点、クラックの進展経路といった、故障解析や信頼性評価に直結する情報を高精度に取得できます。
Point 3
量産品の品質確認から不具合解析まで対応
本手法は、初期品質の確認から熱サイクル試験後の劣化評価、現地回収品の不具合解析まで幅広い目的に対応しています。車載用インバータやパワーモジュールなど、SiCデバイスを搭載した電装部品の信頼性評価において、継続的にご依頼をいただいています。まずは現物と観察目的をお聞かせください。