[发明专利]一种电子元器件表面腐蚀层厚度的检测方法

说明书

本发明公开了一种电子元器件表面腐蚀层厚度的检测方法，属于分析检测技术领域。该方法采用飞行时间二次离子质谱仪对待测电子元器件样品表面进行腐蚀元素定位，采集样品表面成分信息，确认腐蚀元素，随后进行纵向深度剖析，当腐蚀元素原子数不再随剥离深度变化或检测不出腐蚀性元素时，以此时的剥离深度作为腐蚀层厚度。该方法检测步骤简单，成本较低，无须额外制样，检测效率高，检测灵敏度高可达ppm至ppb，精度达到纳米级，能够准确获取腐蚀层厚度，对微型元器件的质量评估、可靠性评估和失效分析等方面具有较大的应用前景。

技术领域

本发明涉及分析检测技术领域，具体而言，涉及一种电子元器件表面腐蚀层厚度的检测方法。

背景技术

随着信息技术的高速发展，电子元器件的集成化和小型化已成为趋势，极微量的吸附液膜或腐蚀产物都会对电子元器件的性能产生影响，电子元器件的腐蚀失效问题越来越突出。

目前，对电子设备中接点、连接件和集成电路等电子元器件使用的典型金属材料的环境腐蚀研究表明：在大多数工业环境空气中，引起电子设备金属腐蚀的气体主要有三类：SO₂、H₂S、NO_x等酸性气体、NH₃等碱性气体和O₃氧化性气体，其中-酸性气体在电子设备腐蚀中是最为有害的气体。H₂S是含硫化合物中影响材料性能的主要代表物，即使ppb级浓度的H₂S也可与金属在各种湿度条件下反应形成微量的腐蚀物。

为了更有效地分析电子元器腐蚀原因及其失效机理，评估元器件的安全性及可靠性，对元器件表面腐蚀层厚度的测试分析是必不可少的步骤。通过对腐蚀层厚度的测量，可以了解器件内部材料腐蚀失效的机理，提高器件的可靠性。

目前传统的腐蚀层厚度检测方法有3种：

A、采用超声波对腐蚀层进行测量，通过探头发出超声波脉冲，超声波冲破被测物表面涂抹的耦合剂，到达被测物之中，超声波遇到物体后部分发生反射，再通过探头接收反射回来的超声波计算腐蚀层厚度；

但该方法目前只能测试体积较大的样品，对于微型元器件产品无法进行测试，此外超声波检测的精度较差，无法准确测量出腐蚀层厚度。

B、采用聚焦离子束分析(FIB)与能量色散X射线光谱仪(EDS)联用技术，通过FIB对元器件材料先进行离子束切割，再对切割面进行腐蚀元素面分布分析，测试元素分布距离得到腐蚀层厚度；

但该方法由于EDS元素面分布精度较差，无法准确得到腐蚀层厚度。

C、采用透射电镜(TEM)与电子能量损失谱(EELS)联用技术，通过FIB对元器件腐蚀位置制成几十纳米薄片后，采用透射电镜观察，EELS确认腐蚀元素面分布分析，测试元素分布距离得到腐蚀层厚度；

但该方法制样难度大，元素检出限较高，集中在1％以上才可检测到，无法准确得到微量的腐蚀层厚度。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子元器件表面腐蚀层厚度的检测方法，以克服上述技术问题。

本申请可这样实现：

本申请提供一种电子元器件表面腐蚀层厚度的检测方法，采用飞行时间二次离子质谱仪对待测电子元器件样品表面进行腐蚀元素定位，采集样品表面成分信息，确认腐蚀元素，随后进行纵向深度剖析，当腐蚀元素原子数不再随剥离深度变化或检测不出腐蚀性元素时，以此时的剥离深度作为腐蚀层厚度。

在可选的实施方式中，待测电子元器件样品包括芯片、贴片电阻、陶瓷电容或金属组件。

在可选的实施方式中，待测电子元器件样品的表面高度差不超过0.5μm。