JPH1082737A - 半田材の表面酸化度の評価方法 - Google Patents
半田材の表面酸化度の評価方法Info
- Publication number
- JPH1082737A JPH1082737A JP23646896A JP23646896A JPH1082737A JP H1082737 A JPH1082737 A JP H1082737A JP 23646896 A JP23646896 A JP 23646896A JP 23646896 A JP23646896 A JP 23646896A JP H1082737 A JPH1082737 A JP H1082737A
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- Japan
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- photoelectron
- surface oxidation
- ultraviolet
- oxide film
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大気のような常温常圧の雰囲気中で簡便に測
定でき、試料に制約がなく、インライン評価が可能な半
田材の表面酸化度の評価方法を提供する。 【解決手段】 大気雰囲気紫外線光電子分光法により半
田材の大気雰囲気紫外線光電子スペクトルを測定し、得
られた光電子スペクトルから当該半田材の表面酸化膜よ
り放出される光電子の放出強度Ｓを求め、求めた光電子
放出強度Ｓを、予め求めた半田材の表面酸化率と表面酸
化膜より放出される光電子の放出強度Ｓとの関係に当て
はめて、当該半田材の表面酸化率を求める。
定でき、試料に制約がなく、インライン評価が可能な半
田材の表面酸化度の評価方法を提供する。 【解決手段】 大気雰囲気紫外線光電子分光法により半
田材の大気雰囲気紫外線光電子スペクトルを測定し、得
られた光電子スペクトルから当該半田材の表面酸化膜よ
り放出される光電子の放出強度Ｓを求め、求めた光電子
放出強度Ｓを、予め求めた半田材の表面酸化率と表面酸
化膜より放出される光電子の放出強度Ｓとの関係に当て
はめて、当該半田材の表面酸化率を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田材の製造工程
又は半田材を用いる電子部品組立工程において、半田材
の表面酸化度を評価する方法に関する。
又は半田材を用いる電子部品組立工程において、半田材
の表面酸化度を評価する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半田材の製造工程又は半田材を用いる電
子部品の組立工程において、製造された半田材又は使用
している半田材の表面がどの程度酸化されているかを早
く知ることは、半田材及びこれを用いて組み立てられた
電子部品の品質保持のうえで極めて重要である。
子部品の組立工程において、製造された半田材又は使用
している半田材の表面がどの程度酸化されているかを早
く知ることは、半田材及びこれを用いて組み立てられた
電子部品の品質保持のうえで極めて重要である。
【０００３】一般に、半田材の表面酸化度の評価は、オ
ージェ分析法（ＡＥＳ）、光電子分光分析法（ＸＰＳ、
ＵＰＳ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）等を用い
て行われている。即ち、上記いずれかの方法を利用し、
半田材に電子線又はＸ線を照射することによって、半田
材から放出される物質特有の波長を持ったオージェ電
子、光電子、又は二次イオンを検出し、そのスペクトル
を解析して表面酸化度を評価する方法が行われていた。
ージェ分析法（ＡＥＳ）、光電子分光分析法（ＸＰＳ、
ＵＰＳ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）等を用い
て行われている。即ち、上記いずれかの方法を利用し、
半田材に電子線又はＸ線を照射することによって、半田
材から放出される物質特有の波長を持ったオージェ電
子、光電子、又は二次イオンを検出し、そのスペクトル
を解析して表面酸化度を評価する方法が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半田材
の表面酸化度の評価方法は、いずれも大きな装置を必要
とし、しかも高真空中で測定しなければならなかった。
従って、これらの評価方法では、測定できる試料に制約
があり、例えば大型の半田材や電子部品等は測定が困難
であった。このため、測定装置を実生産ラインに組み込
んで評価することが難しく、インライン評価への適用は
不可能であった。
の表面酸化度の評価方法は、いずれも大きな装置を必要
とし、しかも高真空中で測定しなければならなかった。
従って、これらの評価方法では、測定できる試料に制約
があり、例えば大型の半田材や電子部品等は測定が困難
であった。このため、測定装置を実生産ラインに組み込
んで評価することが難しく、インライン評価への適用は
不可能であった。
【０００５】本発明は、このような従来の事情に鑑みて
なされものであり、大気のような常温常圧の雰囲気中で
簡便且つ迅速に測定でき、試料に制約がなく、インライ
ン評価が可能な半田材の表面酸化度の評価方法を提供す
ることを目的とする。
なされものであり、大気のような常温常圧の雰囲気中で
簡便且つ迅速に測定でき、試料に制約がなく、インライ
ン評価が可能な半田材の表面酸化度の評価方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明が提供する半田材の表面酸化度の評価方法
は、大気雰囲気紫外線光電子分光法により半田材の大気
雰囲気紫外線光電子スペクトルを測定し、得られた光電
子スペクトルから当該半田材の表面酸化膜より放出され
る光電子の放出強度を求め、求めた光電子放出強度を予
め求めた半田材の表面酸化率とその表面酸化膜より放出
される光電子の放出強度との関係に当てはめて、当該半
田材の表面酸化率を求めることを特徴とする。
め、本発明が提供する半田材の表面酸化度の評価方法
は、大気雰囲気紫外線光電子分光法により半田材の大気
雰囲気紫外線光電子スペクトルを測定し、得られた光電
子スペクトルから当該半田材の表面酸化膜より放出され
る光電子の放出強度を求め、求めた光電子放出強度を予
め求めた半田材の表面酸化率とその表面酸化膜より放出
される光電子の放出強度との関係に当てはめて、当該半
田材の表面酸化率を求めることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明者は、測定に高真空を必要
としない評価方法について研究した結果、半田材の表面
酸化度と大気雰囲気紫外線光電子分光法により得られる
スペクトル強度が対応することを見い出し、本発明に至
ったものである。
としない評価方法について研究した結果、半田材の表面
酸化度と大気雰囲気紫外線光電子分光法により得られる
スペクトル強度が対応することを見い出し、本発明に至
ったものである。
【０００８】本発明の大気雰囲気紫外線光電子分光法に
よる半田材の表面酸化度の評価方法は、図１に示すよう
に、半田材１の表面に紫外線２を照射し、半田材１から
放出される光電子３を検出するものであり、全てを大気
雰囲気中又は常温常圧の不活性ガス雰囲気中で行うこと
ができる。
よる半田材の表面酸化度の評価方法は、図１に示すよう
に、半田材１の表面に紫外線２を照射し、半田材１から
放出される光電子３を検出するものであり、全てを大気
雰囲気中又は常温常圧の不活性ガス雰囲気中で行うこと
ができる。
【０００９】具体的に説明すると、紫外線ランプ４から
発せられる紫外線からモノクロメーター５で所望波長の
紫外光２を選び出し、この所望波長の紫外線２を半田材
１に照射する。紫外線２の照射を受けた半田材１から
は、半田材１の構成物質に特有な波長を持った光電子３
が放出されるので、この光電子３を検出器６で検出する
ことによって、紫外線光電子分光装置７で光電子スペク
トルが得られる。
発せられる紫外線からモノクロメーター５で所望波長の
紫外光２を選び出し、この所望波長の紫外線２を半田材
１に照射する。紫外線２の照射を受けた半田材１から
は、半田材１の構成物質に特有な波長を持った光電子３
が放出されるので、この光電子３を検出器６で検出する
ことによって、紫外線光電子分光装置７で光電子スペク
トルが得られる。
【００１０】このとき、照射される紫外線の波長を連続
的に変化させると、紫外線のエネルギーが被照射物の仕
事関数より大きなエネルギーになったとき被照射物より
光電子の放出が起こる。典型的な半田材であるＰｂ／５
％Ｓｎの大気雰囲気紫外線光電子スペクトルを図２に示
した。図２の横軸には照射される紫外線のエネルギーを
励起エネルギーとして示してある。また、縦軸は光電子
スペクトル強度のｎ乗規格化された光電子イールドであ
り、通常ｎは０.５の値をとる。
的に変化させると、紫外線のエネルギーが被照射物の仕
事関数より大きなエネルギーになったとき被照射物より
光電子の放出が起こる。典型的な半田材であるＰｂ／５
％Ｓｎの大気雰囲気紫外線光電子スペクトルを図２に示
した。図２の横軸には照射される紫外線のエネルギーを
励起エネルギーとして示してある。また、縦軸は光電子
スペクトル強度のｎ乗規格化された光電子イールドであ
り、通常ｎは０.５の値をとる。
【００１１】この図２から分かるように、Ｐｄ／５％Ｓ
ｎの半田材の場合、４.５ｅＶ付近に仕事関数があり、
この仕事関数より大きなエネルギーを持つ（波長の小さ
い）紫外線の照射によって、半田材の金属部分からの光
電子の放出が観測される。更に紫外線の励起エネルギー
を高めていくと、５.５ｅＶ付近に変曲点が現れる。本
発明者の検討により、錫と鉛の酸化膜の光電子スペクト
ルとの比較から、この変曲点より高エネルギー側の光電
子スペクトルは半田材の表面酸化膜からの光電子放出に
対応することが分かった。
ｎの半田材の場合、４.５ｅＶ付近に仕事関数があり、
この仕事関数より大きなエネルギーを持つ（波長の小さ
い）紫外線の照射によって、半田材の金属部分からの光
電子の放出が観測される。更に紫外線の励起エネルギー
を高めていくと、５.５ｅＶ付近に変曲点が現れる。本
発明者の検討により、錫と鉛の酸化膜の光電子スペクト
ルとの比較から、この変曲点より高エネルギー側の光電
子スペクトルは半田材の表面酸化膜からの光電子放出に
対応することが分かった。
【００１２】この事実の確認によって、変曲点より高エ
ネルギー側のスペクトル線と、仕事関数から変曲点まで
のスペクトル線を延長した線に囲まれた三角形（任意の
基準励起エネルギーまで）の面積が、半田材の表面酸化
膜からの光電子放出強度Ｓに相当することが分かる。従
って、表面酸化膜からの光電子放出強度Ｓは図２に斜線
で示す三角形の面積として、下記数式１で求めることが
できる。
ネルギー側のスペクトル線と、仕事関数から変曲点まで
のスペクトル線を延長した線に囲まれた三角形（任意の
基準励起エネルギーまで）の面積が、半田材の表面酸化
膜からの光電子放出強度Ｓに相当することが分かる。従
って、表面酸化膜からの光電子放出強度Ｓは図２に斜線
で示す三角形の面積として、下記数式１で求めることが
できる。
【００１３】
【数１】Ｓ＝ｍ×ｈ／２ ここで、ｈは半田材の表面酸化膜からの光電子放出が起
きる励起エネルギーと所望の基準励起エネルギーとの差
（ｅＶ）、ｍは基準励起エネルギーでの光電子イールド
と、半田材の金属部分からの光電子放出の延長線が基準
励起エネルーと交わる交点での光電子イールドとの差
（カウント／ｅＶ）であり、従ってＳは無次元となる。
きる励起エネルギーと所望の基準励起エネルギーとの差
（ｅＶ）、ｍは基準励起エネルギーでの光電子イールド
と、半田材の金属部分からの光電子放出の延長線が基準
励起エネルーと交わる交点での光電子イールドとの差
（カウント／ｅＶ）であり、従ってＳは無次元となる。
【００１４】尚、図２のような大気雰囲気紫外線光電子
スペクトルを得るためには、半田材の材質の変動による
敷居値（仕事関数に対応する）の変化を見込み、測定デ
ータの正確性を期するために、仕事関数を示すエネルギ
ーよりも小さいエネルギーの紫外線から照射していくこ
とが必要である。この点を考慮して、半田材に照射する
紫外線のエネルギーは３.４ｅＶから連続的に増加させ
ることが好ましい。また、表面酸化膜からの光電子放出
強度Ｓの誤差を少なくするために、図２に斜線で示す三
角形の面積が十分大きくなる励起エネルギー（基準励起
エネルギー）まで紫外線を照射することが望ましい。か
かる基準励起エネルギーは、装置、半田材の材質等を考
慮して適宜決定すればよい。
スペクトルを得るためには、半田材の材質の変動による
敷居値（仕事関数に対応する）の変化を見込み、測定デ
ータの正確性を期するために、仕事関数を示すエネルギ
ーよりも小さいエネルギーの紫外線から照射していくこ
とが必要である。この点を考慮して、半田材に照射する
紫外線のエネルギーは３.４ｅＶから連続的に増加させ
ることが好ましい。また、表面酸化膜からの光電子放出
強度Ｓの誤差を少なくするために、図２に斜線で示す三
角形の面積が十分大きくなる励起エネルギー（基準励起
エネルギー）まで紫外線を照射することが望ましい。か
かる基準励起エネルギーは、装置、半田材の材質等を考
慮して適宜決定すればよい。
【００１５】このように大気雰囲気紫外線光電子分光法
を用いて、同一組成で異なる酸化度の各半田材を用いて
表面酸化膜からの光電子放出強度Ｓを求めると共に、同
一の各半田材を従来の方法（例えばＸ線光電子分光法Ｘ
ＰＳ）で予め測定して表面酸化率を求めれば、表面酸化
膜からの光電子放出強度Ｓと表面酸化率との相対的な関
係を例えば検量線等として得ることができる。
を用いて、同一組成で異なる酸化度の各半田材を用いて
表面酸化膜からの光電子放出強度Ｓを求めると共に、同
一の各半田材を従来の方法（例えばＸ線光電子分光法Ｘ
ＰＳ）で予め測定して表面酸化率を求めれば、表面酸化
膜からの光電子放出強度Ｓと表面酸化率との相対的な関
係を例えば検量線等として得ることができる。
【００１６】例えば組成がＰｂ−５％Ｓｎで表面酸化度
の異なる６種類の半田材について、上記のようにして表
面酸化膜からの光電子放出強度Ｓと表面酸化率をそれぞ
れ求め、両者の関係を下記表１に示すと共に、この関係
をグラフに表した検量線を図３に示した。
の異なる６種類の半田材について、上記のようにして表
面酸化膜からの光電子放出強度Ｓと表面酸化率をそれぞ
れ求め、両者の関係を下記表１に示すと共に、この関係
をグラフに表した検量線を図３に示した。
【００１７】
【表１】 表面酸化膜からの光電子放出強度 半田材の表面酸化率（％）試料番号 Ｓ(大気雰囲気紫外線光電子分光法) （ＸＰＳによる） Ｎｏ.１ １.１４ ２２.７ Ｎｏ.２ １.２８ ２７.９ Ｎｏ.３ １.５７ ３４.５ Ｎｏ.４ ２.２９ ４３.６ Ｎｏ.５ ０.７４ １４.０ Ｎｏ.６ １.１５ ２１.３
【００１８】表１及び図３から、大気雰囲気紫外線光電
子スペクトルにより求めた半田材の表面酸化膜からの光
電子放出強度Ｓが、ＸＰＳにより求めた半田材の表面酸
化率に良く対応している（検量線の直線性が優れてい
る）ことが分かる。
子スペクトルにより求めた半田材の表面酸化膜からの光
電子放出強度Ｓが、ＸＰＳにより求めた半田材の表面酸
化率に良く対応している（検量線の直線性が優れてい
る）ことが分かる。
【００１９】よって、本発明に従って、予め図３の検量
線のように、表面酸化膜からの光電子放出強度Ｓと表面
酸化率との関係を求めておくことにより、表面酸化度が
未知の半田材試料について大気雰囲気紫外線光電子分光
法によって表面酸化膜からの光電子放出強度Ｓを測定す
れば、この光電子放出強度Ｓを予め求めた検量線等に当
てはめて、半田材試料の表面酸化度を評価することがで
きる。
線のように、表面酸化膜からの光電子放出強度Ｓと表面
酸化率との関係を求めておくことにより、表面酸化度が
未知の半田材試料について大気雰囲気紫外線光電子分光
法によって表面酸化膜からの光電子放出強度Ｓを測定す
れば、この光電子放出強度Ｓを予め求めた検量線等に当
てはめて、半田材試料の表面酸化度を評価することがで
きる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、従来方法のように高真
空を用いる必要がないので、真空装置などの大型装置を
必要とせず、常温常圧下の大気雰囲気中や不活性ガス雰
囲気中で、簡便且つ迅速に半田材の表面酸化度を評価す
ることができる。しかも、実生産工程に近い環境での評
価ができるうえ、サンプルの大きさに制限ないので、製
品をその場で検査評価するインライン評価が可能であ
る。
空を用いる必要がないので、真空装置などの大型装置を
必要とせず、常温常圧下の大気雰囲気中や不活性ガス雰
囲気中で、簡便且つ迅速に半田材の表面酸化度を評価す
ることができる。しかも、実生産工程に近い環境での評
価ができるうえ、サンプルの大きさに制限ないので、製
品をその場で検査評価するインライン評価が可能であ
る。
【図１】本発明方法に用いる大気雰囲気紫外線光電子分
光法を示す模式図である。
光法を示す模式図である。
【図２】半田材の大気雰囲気紫外線光電子分光スペクト
ルを示しすグラフである。
ルを示しすグラフである。
【図３】半田材表面酸化膜からの光電子放出強度ＳとＸ
ＰＳ測定から得られた表面酸化率との関係を示すグラフ
である。
ＰＳ測定から得られた表面酸化率との関係を示すグラフ
である。
１ 半田材 ２ 紫外線 ３ 光電子 ４ 紫外線ランプ ５ モノクロメーター ６ 検出器 ７ 紫外線光電子分光装置
Claims (2)
- 【請求項１】 大気雰囲気紫外線光電子分光法により半
田材の大気雰囲気紫外線光電子スペクトルを測定し、得
られた光電子スペクトルから当該半田材の表面酸化膜よ
り放出される光電子の放出強度を求め、求めた光電子放
出強度を予め求めた半田材の表面酸化率とその表面酸化
膜より放出される光電子の放出強度との関係に当てはめ
て、当該半田材の表面酸化率を求めることを特徴とする
半田材の表面酸化度の評価方法。 - 【請求項２】 半田材に照射する紫外線のエネルギーを
３.４ｅＶから連続的に増加させることを特徴とする、
請求項１に記載の半田材の表面酸化度の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23646896A JPH1082737A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 半田材の表面酸化度の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23646896A JPH1082737A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 半田材の表面酸化度の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082737A true JPH1082737A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17001199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23646896A Pending JPH1082737A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 半田材の表面酸化度の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1082737A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007058117A1 (ja) | 2005-11-15 | 2007-05-24 | Omron Corporation | 半田材検査装置 |
| EP1801565A2 (en) | 2005-08-25 | 2007-06-27 | Omron Corporation | Solder material test apparatus, and method of controlling the same |
| WO2007083488A1 (ja) * | 2006-01-17 | 2007-07-26 | Omron Corporation | 半田材検査方法および半田材検査装置、制御プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP2008008764A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Omron Corp | 検査方法、検査装置、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| US7531801B2 (en) | 2005-02-22 | 2009-05-12 | Omron Corporation | Solder material test method and apparatus, control program and computer-readable recording medium |
| CN105651719A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-06-08 | 苏州大学 | 一种提高果胶酶活性及稳定性的超临界流体处理方法 |
| CN106064281A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-11-02 | 韩华新能源（启东）有限公司 | 光伏涂锡带可焊性的快速判别方法 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP23646896A patent/JPH1082737A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531801B2 (en) | 2005-02-22 | 2009-05-12 | Omron Corporation | Solder material test method and apparatus, control program and computer-readable recording medium |
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| EP1801565A3 (en) * | 2005-08-25 | 2010-03-03 | Omron Corporation | Solder material test apparatus, and method of controlling the same |
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| CN106064281A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-11-02 | 韩华新能源（启东）有限公司 | 光伏涂锡带可焊性的快速判别方法 |
| CN106064281B (zh) * | 2016-05-31 | 2018-07-20 | 韩华新能源（启东）有限公司 | 光伏涂锡带可焊性的快速判别方法 |
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