JP4736288B2

JP4736288B2 - Quantitative analysis method using mapping data

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Publication number: JP4736288B2
Application number: JP2001283165A
Authority: JP
Inventors: 晴行依田; 咲子谷口; 利克臼田; 淳原田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: JP2003090811A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マッピングデータを用いた定量分析方法に関し、詳しくは、分析領域が不定形である場合に、マッピング範囲を抽出して定量分析を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
被分析試料に電子線を照射して、被分析試料から発生する特性Ｘ線を検出し、被分析試料中の元素分布を分析するＸ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）による分析方法は、非破壊で、しかも、簡便かつ迅速に定性分析及び定量分析を行うことが可能であることから、金属やセラミックスなどを用いる多くの技術分野において、広く用いられている。
【０００３】
また、ＥＰＭＡを用いたマッピング分析は、例えば、図９に示すように、被分析試料の表面の任意の分析範囲Ａ₀を指定し、端から各座標、すなわち、分析範囲を構成する各区画（ピクセル）の１点ずつに電子線を照射し、各座標の目的元素の強度を検出するものであり、色分けされた２次元のマッピングデータとして、元素の分布状態が表示されることから、目的元素の分布の状態を視覚的に捉えることができるという特徴を有している。また、ＥＰＭＡマッピングデータは、その他にも、そのマッピング範囲内の有効なデータとして、目的元素の定量や分散性評価にも利用することが可能である。
【０００４】
ところで、Ｘ線強度データを定量値に変換する方法としては、
(1)同じマトリックスで目的元素の含有率を変化させた検量線を作製し、同一条件で測定した分析領域のＸ線強度から、目的元素の含有率を算出する検量線法、
(2)ＥＰＭＡでＸ線強度に影響を与える因子に対して、原子番号補正、蛍光励起補正、吸収補正などの補正係数を理論的に算出して、補正し、定量分析を行うＺＡＦ法
などの方法がある。
【０００５】
そして、いずれの方法の場合にも、均一系における材料や、均一な分析範囲における元素分布に関しては、定量的に論じることが可能である。
しかし、例えば、被分析試料が、はんだや組成の異なる金属粉の焼結体のような数ミクロンから数十ミクロンの偏析相の集合体であるような場合には、一部分の測定によって、全体の正確な平均組成を得ることは不可能である。
【０００６】
そこで、このような場合には、分析ポイントを増やし、各分析ポイントにおいて得られた測定値を平均するなどの方法により対応することが必要となるが、全体としてみた場合に、信頼性の高い平均的な定量値を得ようとすると、分析ポイントを多くすることが必要になるため、測定に時間がかかり、効率が悪いという問題点がある。
【０００７】
また、分析領域を広くして平均的な定量値を得る方法もあるが、複合材から構成される部品などに使用されている場合には、分析領域を広くすると、分析領域内に他の成分が共存することになり、従来のマッピング範囲内を平均化する定量方法では、正確な組成値を得ることは困難で、定性的な評価しか行うことができないという問題点がある。
【０００８】
また、上記問題点を解決する方法として、マッピング範囲内の一部領域を指定して、表示あるいは定量化する方法が提案され、広く利用されているが、この方法は、定形領域を指定するものであり、不定形な領域には適用できないのが実情である。
【０００９】
さらに接合界面から拡散しているような元素を含めて定量化する場合は、濃度勾配が存在するので、どの範囲で分析を行うかで定量結果が異なり、客観的な評価を行うことができないという問題点がある。
【００１０】
また、不定形な領域の定量分析として、元素間の相互関係から分析領域を指定する相分析が広く利用されている。この相分析は、分析領域内に指定した複数の元素が、指定した強度で存在するとき、その領域を表示、定量化する方法であり、元素間の相互関係を明確にすることができる。しかし、相分析では指定した元素の強度が、指定した範囲にある領域を抽出し、相（化合物）としての存在量を定量化するものであり、目的とする領域で平均化した定量値を得ることはできないという問題点がある。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するものであり、目的とする分析領域だけを抽出して、その領域内の元素の平均濃度を精度よく求めることが可能なマッピングデータを用いた定量分析方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明（請求項１）のマッピングデータを用いた定量分析方法は、
被分析試料を構成する物質のＸ線強度からなるマッピングデータを用いた定量分析方法において、
前記被分析試料が他の部材と接して存在し、かつ、前記被分析試料と前記他の部材の界面に、前記被分析試料に含有される物質と、前記他の部材に含有される物質とが存在する共存領域が生じている場合に、
前記被分析試料に含まれる物質であって、前記共存領域に存在する物質のうちのいずれかを閾値設定物質として選定し、該閾値設定物質の標準試料のＸ線強度を予め測定しておき、
前記被分析試料及び前記他の部材を含む領域を複数の区画に分割し、該複数の区画のそれぞれにおける、前記閾値設定物質のＸ線強度からなるマッピングデータを得て、
予め測定しておいた前記閾値設定物質の標準試料のＸ線強度から閾値を決定し、前記複数の区画の中から、前記閾値に対して所定の大小関係の基準を満たすＸ線強度を有する区画を抽出し、
前記抽出した区画からなる領域を前記被分析試料の存在する分析領域とみなし、該分析領域について、前記被分析試料を構成する物質の平均Ｘ線強度を算出すること
を特徴としている。
【００１３】
被分析試料が、他の部材と接して存在し、その界面に、被分析試料に含有される物質と、他の部材に含有される物質とが存在する共存領域が生じている場合に、被分析試料に含まれる物質であって、共存領域に存在する物質のうちのいずれかを閾値設定物質として選定し、この閾値設定物質の標準試料のＸ線強度を予め測定しておき、被分析試料及び他の部材を含む領域を複数の区画に分割し、複数の区画のそれぞれについて、閾値設定物質のＸ線強度を測定し、予め測定しておいた閾値設定物質の標準試料のＸ線強度から閾値を決定し、複数の区画の中から、閾値に対して所定の大小関係の基準を満たすＸ線強度を有する区画を抽出し、この抽出した区画からなる領域を被分析試料の存在する分析領域とみなすことにより、目的とする分析領域だけを取り出すことが可能になるとともに、この分析領域について、被分析試料を構成する物質の平均濃度を精度よく測定することが可能になる。
【００１４】
また、請求項２のマッピングデータを用いた定量分析方法は、前記被分析試料が、前記他の部材に融着することにより、前記他の部材に接して存在しており、かつ、前記被分析試料と前記他の部材の界面に、前記被分析試料に含有される物質と、前記他の部材に含有される他の物質とを含有する化合物が生成することにより、前記被分析試料に含有される物質と、前記他の部材に含有される他の物質とが共存する領域が生じていることを特徴としている。
【００１５】
被分析試料が他の部材と接して存在している態様としては、被分析試料が他の部材に融着している場合があり、また、被分析試料と他の部材の界面に被分析試料に含有される物質と他の部材に含有される物質との共存領域が生じている態様としては、被分析試料と他の部材の界面に、被分析試料に含有される物質と、他の部材に含有される他の物質とを含有する化合物が生成している場合があり、そのような場合に本発明のマッピングデータを用いた定量分析方法を適用することにより、目的とする分析領域内の構成元素の平均濃度を精度よく求めることが可能になる。
【００１６】
また、請求項３のマッピングデータを用いた定量分析方法は、前記被分析試料がはんだであり、閾値設定物質がＳｎ化合物であることを特徴としている。
【００１７】
被分析試料がはんだである場合において、閾値設定物質をＳｎ化合物とすることにより、目的とする分析領域が不定形な領域である場合にも、目的とする分析領域を精度よく抽出することが可能になり、分析領域における目的元素の平均濃度を正確にまた迅速に求めることが可能になる。
【００１８】
また、請求項４のマッピングデータを用いた定量分析方法は、前記マッピングデータを得る方法が、ＥＰＭＡマッピング分析による方法であることを特徴としている。
【００１９】
ＥＰＭＡマッピング分析による方法で得たマッピングデータを用いることにより、分析領域における目的元素の平均濃度を正確にまた迅速に求めることが可能になり有意義である。
【００２０】
【発明の構成についての具体的な説明】
本発明のマッピングデータを用いた定量分析方法は、複数の物質から構成される被分析試料を定量分析する場合において、ＥＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザー）によって得られたマッピング強度データから、不定形な領域における目的元素の平均濃度を精度よく求めることを可能ならしめることを目的とするものである。
【００２１】
本発明においては、マッピング範囲が広い場合においても、目的とする分析領域に相当する範囲に存在している元素のＸ線強度で、目的とする分析領域の座標（区画）を指定することにより、図１(ａ)，(ｂ)に示すように、不定形な分析領域（図１(ｂ)において、太線で囲んだ領域）Ａを抽出することが可能になり、抽出した領域（目的とする分析領域）のみにおける目的元素の平均濃度を正確にまた迅速に求めることができる。
【００２２】
なお、本発明のマッピングデータを用いた定量分析方法を実施するのに用いるＥＰＭＡマッピング強度データとしては、波長分散型（Wavelength Dispersive X-ray Analyzer）、及びエネルギー分散型（Energy Dispersive X-ray Analyzer）のいずれをも用いることが可能である。
【００２３】
また、ＥＰＭＡによる特性Ｘ線強度の測定のための加速電圧、試料吸収電流、計測時間、プローブ径などの電子線照射条件は、測定対象となる材料の種類や測定領域によって任意に最適条件を選択することが可能である。
【００２４】
任意の条件に設定されたＥＰＭＡにより測定される元素は、分析領域を決定するための分析領域決定元素(Ａ)（すなわち、本発明の「閾値設定物質」）と、目的とする分析領域に分布している目的元素(Ｂ)であり、これらの元素について、通常のＥＰＭＡマッピング手法により特性Ｘ線強度を測定する。
【００２５】
閾値設定物質である分析領域決定元素(Ａ)は、目的元素であってもよく、また、目的元素でなくてもよい。さらに、分析領域決定元素(Ａ)は、分析領域にのみ存在する主成分元素であることが好ましい。
また、目的元素(Ｂ)は、単一であってもよく、また複数であってもよい。なお、分析領域決定元素(Ａ)が目的元素(Ｂ)でもある場合、分析領域決定元素(Ａ)を除いた目的元素(Ｂ)は分析領域以外に分布していてもよい。
【００２６】
また、本発明のマッピングデータを用いた定量分析方法においては、分析領域決定元素(Ａ)のＸ線強度から閾値が決定され、その閾値に対して所定の大小関係の基準を満たす領域として分析領域が決定される。
閾値は、目的とする分析領域を他と区別することができる範囲で設定されるとともに、分析領域決定元素(Ａ)の濃度や化合物の元素濃度によって最適値が選ばれる。
【００２７】
なお、この閾値の最適値は、被分析試料を分析する場合と同じ条件で測定した、分析領域決定元素(Ａ)の標準試料のＸ線強度（平均強度）と、標準試料中の分析領域決定元素(Ａ)の含有率などから決定される。
【００２８】
そして、分析領域決定元素(Ａ)によって決められた区画（ピクセル）において、目的元素(Ｂ)のＸ線強度を測定し、このＸ線強度データを濃度換算することにより、目的とする分析領域内における目的元素(Ｂ)の平均濃度を求めることができる。なお、Ｘ線強度データを濃度換算するにあたっては、Ｘ線強度データを定量値に変換するための一般的な手法である検量線法やＺＡＦ法を適用することが可能である。
【００２９】
したがって、本発明にかかるマッピングデータを用いた定量分析方法によれば、試料中の偏析部分に含まれる目的元素が微量である場合、あるいはマッピング範囲内に目的とする分析領域以外の領域が含まれている場合、さらには、目的元素の定量値を得たい領域（分析領域）が不定形である場合などのいずれの場合においても、目的とする不定形な領域内の構成元素の平均濃度を精度よく求めることが可能になる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００３１】
［実施形態１］
この実施形態１では、図２に示すように、抵抗素子１の両端側に、外部電極２ａ，２ｂが配設された構造を有する抵抗チップ３を、図３に示すように、所定の電極１１ａ，１１ｂが配設された基板１２上に搭載し、はんだ１３により、抵抗チップ３の外部電極２ａ，２ｂを、基板１２上の電極１１ａ，１１ｂに接続することにより実装した場合における、はんだ１３の組成を、波長分散型Ｘ線マイクロアナライザーを用いてマッピング分析を行う場合を例にとって説明する。
【００３２】
なお、はんだ１３が接合する、抵抗チップ３の外部電極２ａ，２ｂは、抵抗素子１の両端部に銀ペーストを塗布して焼き付けることにより形成された銀層４と、銀層４の表面にニッケルめっきを施すことにより形成された上層であるニッケル層５を備えた２層構造を有しており、はんだ１３は、このニッケル層５と接合することになる。
また、この実施形態１では、はんだ１３として、Ｓｎ、Ａｇ及びＣｕを
Ｓｎ：９６．５重量％
Ａｇ：３．０重量％
Ｃｕ：０．５重量％
の割合で含有するはんだを用いた。
【００３３】
まず、被分析試料を構成する物質のＸ線強度を測定した。このときのマッピングデータを用いた定量分析方法の条件は、以下の通りである。
【００３４】
＜分析条件＞
(1)分析装置：日本電子製波長分散型Ｘ線マイクロアナライザーＪＸＡ−８８００Ｒ
(2)加速電圧：１５ｋｖ
(3)試料吸収電流：１００ｎＡ
(4)ピクセル数：２５０×２５０
(5)プローブ径：４．０μm
(6)分析領域：１０００μm×１０００μm
(7)Dwell Time（１つのピクセルにおける取り込み時間）：５０ｍｓ
【００３５】
上記の分析条件によるマッピングデータを用いた定量分析方法により得られたマッピングデータのうち、ＡｇのＸ線強度データのマッピング結果を図４に示す。
図４のＡｇのマッピング結果をみると、Ａｇは、はんだ接合部において均一に存在しておらず、偏析相として存在していることがわかる。この場合、多点分析を行っても接合部全体の組成を得ることは不可能である。
【００３６】
そこで、この実施形態１では、はんだ接合部を正確に抽出するためには、表１に示す構成部品の元素と抽出部位の元素の組み合わせによる化合物（接合部界面に存在する金属間化合物（Ｎｉ₃Ｓｎ₄））を構成する元素のＸ線強度を閾値として、目的とする分析領域を構成するピクセル（区画）を抽出した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
なお、マッピングデータを用いた定量分析方法の条件は、上述の(1)〜(7)と同じである。ただし、分析領域決定元素をＳｎ化合物とし、分析領域抽出閾値を、１０５０ｃｐｓとした。
すなわち、この実施形態１では、抵抗チップ３の外部電極２ａ，２ｂをはんだ１３により基板１２上の電極１１ａ，１１ｂに接合したはんだ接合部において、Ｎｉ₃Ｓｎ₄の化合物が形成される界面までをはんだ接合部として、Ｎｉ₃Ｓｎ₄を構成するＳｎ化合物のＸ線強度１０５０ｃｐｓを閾値としてピクセル（目的とする分析領域を構成する区画）を抽出した。
【００３９】
図５(ａ)は、抵抗チップ３の外部電極２ａ，２ｂをはんだ１３により基板１２上の電極１１ａ，１１ｂに接合したはんだ接合部を模式的に示す断面図であり、図５(ｂ)は、Ｎｉ₃Ｓｎ₄を構成するＳｎのＸ線強度１０５０ｃｐｓを閾値として抽出した分析領域を示す図である。
【００４０】
それから、この抽出したピクセル（目的とする分析領域を構成する区画）におけるＸ線強度から、下記の式(1)により、平均Ｘ線強度を計算するとともに、検量線（濃度換算定数）より、下記の式(2)から平均濃度を求めた。
＜平均Ｘ線強度＞
平均Ｘ線強度＝Σ（抽出部位のピクセルの強度）／ピクセル数 …(1)
＜検量線＞
平均濃度＝（平均Ｘ線強度−切片）／傾き …(2)
なお、目標とする分析領域を抽出した後の、Ｘ線強度から検量線（濃度換算定数）により各元素の平均濃度を求める工程は、従来のマッピングデータを用いた定量分析方法の場合と同様である。
その結果を表２に示す。なお、表２において、接合部組成の合計値が１００％になっていないが、これは測定装置の精度によるものである。
【００４１】
【表２】

【００４２】
Ｎｉ₃Ｓｎ₄を構成するＳｎのＸ線強度１０５０ｃｐｓを閾値としてピクセル（目的とする分析領域を構成する区画）を抽出し、この分析領域において平均Ｘ線強度を算出するとともに、目的元素の平均濃度を求めるにあたっての具体的な手順を以下に説明する。
【００４３】
(1)はんだ１３と接する外部電極２ａ，２ｂの上層を構成する金属元素（Ｎｉ）と、はんだを構成する金属元素（Ｓｎ）とで形成される金属間化合物（Ｎｉ₃Ｓｎ₄）の構成元素であるＳｎのＸ線強度を、Ｘ線マイクロアナライザーにより予め測定しておく。
(2)それから、基板１２上に実装された抵抗チップ３の外部電極２ａ，２ｂに固着しているはんだ１３の一断面について、Ｘ線マイクロアナライザーを用いてマッピングデータ（各ピクセルにおけるＳｎ，Ａｇ，Ｃｕ，ＮｉのＸ線強度）をとる。
(3)上記(1)で測定した金属間化合物（Ｎｉ₃Ｓｎ₄）の構成元素であるＳｎのＸ線強度の値を閾値として、ＳｎのＸ線強度がこの閾値以上の値であるピクセルを抽出する。すなわち、ここで抽出されたピクセルが、目的とする不定形の分析領域に存在するピクセルであり、ここで抽出されたピクセルから目的とする不定形の分析領域が構成される。
(4)上記(2)で測定した各元素のＸ線強度をそれぞれピクセルの数で割って平均Ｘ線強度を算出する。
(5)上記(4)で算出した平均Ｘ線強度を濃度換算定数（検量線）により濃度に換算する。これにより、はんだを構成する各元素の平均濃度（ｗｔ％）が得られる。
【００４４】
なお、この実施形態１のマッピングデータを用いた定量分析方法においては、上記の(1)〜(3)の工程で、不定形領域（目的とする不定形の分析領域）を特定し、上記の(4)，(5)の工程で、抽出したピクセルについて、平均Ｘ線強度の算出、濃度換算などを行うことにより、はんだを構成する各元素の平均濃度を精度よく測定することができる。
【００４５】
［実施形態２］
この実施形態２では、図６に示すように、誘電体２１を両主面側に電極２２ａ，２２ｂが形成され、かつ電極２２ａ，２２ｂに、銅からなるリード線２３ａ，２３ｂがはんだ２４により接続された構造を有するＰＴＣ素子２５において、電極２２ａ，２２ｂとリード線２３ａ，２３ｂの接続（接合）に用いられたはんだ２４の組成を、波長分散型Ｘ線マイクロアナライザーを用いてマッピング分析を行う場合を例にとって説明する。
【００４６】
なお、はんだ２４が接合する、ＰＴＣ素子２５の電極２２ａ，２２ｂは、図８(ａ)に示すように、下地電極であるニッケル層２６と、ニッケル層２６の表面に銀メッキを施すことにより形成された上層である銀層２７を備えた２層構造を有しており、はんだ２４は、銅からなるリード線２３ａ，２３ｂ及び銀層２７と接合することになる。
【００４７】
また、この実施形態２では、はんだ２４として、
Ｓｎ：９７．０重量％
Ａｇ：３．０重量％
を含有するはんだを用いた。
【００４８】
まず、被分析試料を構成する物質のＸ線強度を測定した。
なお、このときのマッピングデータを用いた定量分析方法の条件は、以下の通りである。
(1)分析装置：日本電子製波長分散型Ｘ線マイクロアナライザーＪＸＡ−８８００Ｒ
(2)加速電圧：１５ｋｖ
(3)試料吸収電流：１００ｎＡ
(4)ピクセル数：２５０×２５０
(5)プローブ径：１６．０μm
(6)分析領域：４０００μm×４０００μm
(7)Dwell Time（１つのピクセルにおける取り込み時間）：５０ｍｓ
【００４９】
上記条件で得られたマッピングデータのうち、ＣｕのＸ線強度データのマッピング結果を図７に示す。Ｃｕのマッピング結果が示すように、はんだ接合部においてリード線成分がはんだ接合部に濃度勾配をもって拡散していることがわかる。
【００５０】
そして、この実施形態２の場合にも、実施形態１の場合と同様に、多点分析を行っても接合部全体の組成を得ることは不可能である。
また、電極とリード線との接合においては、電極成分とリード線成分の拡散による濃度勾配が著しく、多点分析で接合部全体の組成を得ることはさらに困難となる。
【００５１】
そこで、この実施形態２では、接合部位（はんだ接合部）を正確に抽出するため、表３に示す構成部品の元素と抽出部位の元素の組み合わせによる化合物（接合部界面に存在する金属間化合物（Ａｇ₃Ｓｎ））を構成する元素（Ｓｎ）のＸ線強度を閾値としてはんだ接合部（目的とする分析領域）を構成するピクセルを抽出した。
また、さらに、リード線との界面で形成されるＣｕ₆Ｓｎ₅（表３参照）を構成するＣｕのＸ線強度よりもＸ線強度の高い箇所を、先に得られたおおよその抽出形状から差し引くことにより、さらに正確なはんだ接合部（目標とする分析領域）を得た。
【００５２】
【表３】

【００５３】
図８(ａ)は、ＰＴＣ素子２５の電極２２ａ，２２ｂに、リード線２３ａ，２３ｂを、はんだ２４により接合したはんだ接合部を模式的に示す断面図であり、図８(ｂ)は、Ａｇ₃Ｓｎを構成するＳｎのＸ線強度３４０ｃｐｓを閾値とし、かつ、Ｃｕ₆Ｓｎ₅を構成するＣｕのＸ線強度１０００ｃｐｓを閾値として、抽出した分析領域を示す図である。
【００５４】
そして、上記実施形態１の場合と同様にして、この抽出した分析領域におけるＳｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉの各元素のＸ線強度から平均Ｘ線強度を計算するとともに、検量線（濃度換算定数）から平均濃度を求めた。
その結果を表４に示す。なお、表４において、接合部組成の合計値が１００％になっていないが、これは測定装置の精度によるものである。
【００５５】
【表４】

【００５６】
表４から明らかなように、上記のマッピングデータを用いた定量分析方法によれば、使用されたはんだ組成と接合後のはんだ組成を正確に評価することが可能になる。また、拡散している、はんだを構成する各元素の濃度をも得ることができる。
すなわち、上記実施形態２より、本発明のマッピングデータを用いた定量分析方法によれば、試料中の偏析部分に含まれる目的元素が微量である場合、マッピング範囲内に目的以外の領域が含まれている場合、さらには、定量値を得たい領域が不定形である場合などにおいても、目的とする不定形な領域内の構成元素の平均濃度を精度よく求めることができることがわかる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態１及び２に限定されるものではなく、被分析試料を構成する物質の種類、被分析試料が接する他の部材の種類、被分析試料に含有される物質と、他の部材に含有される物質とが存在する共存領域の態様、閾値設定物質の種類、及び閾値の具体的な設定方法、被分析試料及び他の部材を含む領域を複数の区画（ピクセル）に分割する際の区画（ピクセル）の大きさや数などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５８】
【発明の効果】
上述のように、本発明（請求項１）のマッピングデータを用いた定量分析方法は、被分析試料が、他の部材と接して存在し、その界面に、被分析試料に含有される物質と、他の部材に含有される物質とが存在する共存領域が生じている場合に、被分析試料に含まれる物質であって、共存領域に存在するいずれかの物質を閾値設定物質として選定し、この閾値設定物質の標準試料のＸ線強度を予め測定しておき、被分析試料及び他の部材を含む領域を複数の区画に分割し、複数の区画のそれぞれについて、閾値設定物質のＸ線強度を測定し、予め測定しておいた閾値設定物質の標準試料のＸ線強度から閾値を決定し、複数の区画の中から、閾値に対して所定の大小関係の基準を満たすＸ線強度を有する区画を抽出し、この抽出した区画からなる領域を被分析試料の存在する分析領域とみなすことにより、目的とする分析領域だけを取り出し、この分析領域について、被分析試料を構成する物質の平均Ｘ線強度を算出するようにしているので、試料中の偏析部分に含まれる目的元素が微量である場合、マッピング範囲内に目的以外の領域が含まれている場合、さらには、定量値を得たい領域が不定形である場合などにおいても、目的とする不定形な領域内の構成元素の平均濃度を精度よく求めることができる。
【００５９】
被分析試料が他の部材と接して存在している態様としては、被分析試料が他の部材に融着している場合があり、また、被分析試料と他の部材の界面に被分析試料に含有される物質と他の部材に含有される物質との共存領域が生じている態様としては、被分析試料と他の部材の界面に、被分析試料に含有される物質と、他の部材に含有される他の物質とを含有する化合物が生成している場合があり、そのような場合に、請求項２のように、本発明のマッピングデータを用いた定量分析方法を適用することにより、目的とする分析領域内の構成元素の平均濃度を精度よく求めることが可能になる。
【００６０】
また、請求項３のマッピングデータを用いた定量分析方法のように、被分析試料がはんだである場合において、閾値設定物質をＳｎ化合物とすることにより、目的とする分析領域が不定形な領域である場合にも、目的とする分析領域を精度よく抽出することが可能になり、目的とする分析領域における目的元素の平均濃度を正確にまた迅速に求めることが可能になる。
【００６１】
また、請求項４のマッピングデータを用いた定量分析方法のように、ＥＰＭＡマッピング分析による方法で得たマッピングデータを用いることにより、分析領域における目的元素の平均濃度を正確にまた迅速に求めることが可能になり有意義である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマッピングデータを用いた定量分析方法において目的とする分析領域を抽出する方法を示す図であり、(ａ)は抽出前の状態、(ｂ)は抽出後の状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態（実施形態１）にかかるマッピングデータを用いた定量分析方法による分析の対称となる、はんだ接合部が形成される抵抗チップを示す断面図である。
【図３】図２の抵抗チップを基板上に実装した状態を示す図である。
【図４】マッピングデータを用いた定量分析方法により得られたＡｇのＸ線強度データのマッピング結果（比較用の従来の方法によるマッピング結果）を示す図である。
【図５】 (ａ)は、抵抗チップの外部電極を基板上の電極に接合したはんだ接合部を模式的に示す断面図であり、(ｂ)は、Ｎｉ₃Ｓｎ₄を構成するＳｎのＸ線強度１０５０ｃｐｓを閾値として抽出した分析領域を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態（実施形態２）にかかるマッピングデータを用いた定量分析方法による分析の対称となる、はんだ接合部が形成されるＰＴＣ素子を示す図である。
【図７】マッピングデータを用いた定量分析方法により得られたＣｕのＸ線強度データのマッピング結果（比較用の従来の方法によるマッピング結果）を示す図である。
【図８】 (ａ)は、ＰＴＣ素子の電極にリード線を接合したはんだ接合部を模式的に示す断面図であり、(ｂ)は、Ａｇ₃Ｓｎを構成するＳｎのＸ線強度３４０ｃｐｓを閾値とし、かつ、Ｃｕ₆Ｓｎ₅を構成するＣｕのＸ線強度１０００ｃｐｓを閾値として、抽出した分析領域を示す図である。
【図９】ＥＰＭＡを用いたマッピング分析方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１抵抗素子
２ａ，２ｂ外部電極
３抵抗チップ
４銀層
５ニッケル層
１１ａ，１１ｂ電極
１２基板
１３はんだ
２１誘電体
２２ａ，２２ｂ電極
２３ａ，２３ｂリード線
２４はんだ
２５ＰＴＣ素子
２６ニッケル層
２７銀層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a quantitative analysis method using mapping data, and in particular, relates to a method for performing quantitative analysis by extracting a mapping range when an analysis region is indefinite.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
An analysis method using an X-ray microanalyzer (EPMA) that irradiates an analysis sample with an electron beam, detects characteristic X-rays generated from the analysis sample, and analyzes an element distribution in the analysis sample is non-destructive, Moreover, since it is possible to perform qualitative analysis and quantitative analysis simply and quickly, it is widely used in many technical fields using metals and ceramics.
[0003]
Further, mapping analysis using EPMA is performed, for example, as shown in FIG. ₀ Is applied to each coordinate, that is, each point (pixel) constituting the analysis range is irradiated with an electron beam to detect the intensity of the target element at each coordinate. Since the element distribution state is displayed as the dimension mapping data, the distribution state of the target element can be visually grasped. In addition, the EPMA mapping data can also be used for quantification of target elements and evaluation of dispersibility as effective data within the mapping range.
[0004]
By the way, as a method of converting X-ray intensity data into a quantitative value,
(1) A calibration curve method for calculating the content of the target element from the X-ray intensity of the analysis region measured under the same conditions by preparing a calibration curve with the content of the target element changed in the same matrix,
(2) ZAF method that theoretically calculates and corrects correction factors such as atomic number correction, fluorescence excitation correction, and absorption correction for factors that affect X-ray intensity in EPMA, and performs quantitative analysis
There are methods.
[0005]
In any method, it is possible to quantitatively discuss the material in the homogeneous system and the element distribution in the uniform analysis range.
However, for example, when the sample to be analyzed is an aggregate of segregation phases of several microns to several tens of microns, such as a sintered body of solder or metal powder having a different composition, the entire measurement is performed by measuring a part of the sample. It is impossible to obtain an accurate average composition.
[0006]
Therefore, in such a case, it is necessary to cope with such a method as increasing the number of analysis points and averaging the measurement values obtained at each analysis point. If an attempt is made to obtain a specific quantitative value, it is necessary to increase the number of analysis points, so that measurement takes time and the efficiency is poor.
[0007]
In addition, there is a method to obtain an average quantitative value by widening the analysis area, but when it is used for parts made of composite materials, if the analysis area is widened, other components are included in the analysis area. In the conventional quantitative method of averaging within the mapping range, it is difficult to obtain an accurate composition value, and there is a problem that only qualitative evaluation can be performed.
[0008]
In addition, as a method for solving the above problems, a method of specifying or displaying or quantifying a partial area within the mapping range has been proposed and widely used, but this method specifies a fixed area. In reality, it cannot be applied to irregular areas.
[0009]
Furthermore, when quantifying including elements that are diffused from the bonding interface, there is a concentration gradient, so the quantification results differ depending on the analysis range, and objective evaluation cannot be performed. There is a problem.
[0010]
In addition, phase analysis that designates an analysis region based on the interrelationship between elements is widely used as a quantitative analysis of an irregular region. This phase analysis is a method of displaying and quantifying a specified element when a plurality of elements specified in the analysis area exist at a specified intensity, and the mutual relationship between the elements can be clarified. However, in phase analysis, the region where the intensity of the specified element is within the specified range is extracted, and the abundance as a phase (compound) is quantified, and a quantitative value averaged over the target region is obtained. There is a problem that you can not.
[0011]
The present invention solves the above problems, and provides a quantitative analysis method using mapping data that can extract only a target analysis region and accurately obtain an average concentration of elements in the region. The purpose is to do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a quantitative analysis method using the mapping data of the present invention (Claim 1) is:
In the quantitative analysis method using the mapping data consisting of the X-ray intensity of the substance constituting the sample to be analyzed,
The analyte is present in contact with another member, and the substance contained in the analyte sample and the substance contained in the other member at the interface between the analyte sample and the other member If there is a coexistence area that exists,
A substance contained in the sample to be analyzed, which is selected from the substances existing in the coexistence region as a threshold setting substance, and the X-ray intensity of a standard sample of the threshold setting substance is measured in advance,
Dividing the region containing the sample to be analyzed and the other member into a plurality of sections, obtaining mapping data consisting of the X-ray intensity of the threshold setting substance in each of the plurality of sections,
A section having an X-ray intensity satisfying a predetermined magnitude relation criterion with respect to the threshold is determined from an X-ray intensity of a standard sample of the threshold setting substance measured in advance. Extract
An area consisting of the extracted sections is regarded as an analysis area where the sample to be analyzed exists, and an average X-ray intensity of a substance constituting the sample to be analyzed is calculated for the analysis area.
It is characterized by.
[0013]
When the sample to be analyzed exists in contact with another member, and there is a coexistence region in which the substance contained in the sample to be analyzed and the substance contained in the other member exist at the interface, Select one of the substances contained in the analysis sample and present in the coexistence region as the threshold setting substance, measure the X-ray intensity of the standard sample of this threshold setting substance in advance, and In addition, the region including other members is divided into a plurality of sections, the X-ray intensity of the threshold setting substance is measured for each of the plurality of sections, and the X-ray intensity of the standard sample of the threshold setting substance measured in advance is measured. A threshold is determined, a section having an X-ray intensity satisfying a predetermined magnitude relation criterion with respect to the threshold is extracted from a plurality of sections, and an area composed of the extracted sections is an analysis area where the sample to be analyzed exists. By considering it as the target analysis With only it is possible to take out the band, for the analysis regions, it is possible to measure well the average density of the material constituting the analyte accuracy.
[0014]
The quantitative analysis method using the mapping data according to claim 2 is characterized in that the sample to be analyzed exists in contact with the other member by fusing to the other member, and It is contained in the sample to be analyzed by generating a compound containing a substance contained in the sample to be analyzed and another substance contained in the other member at the interface between the sample and the other member. And a region where the other substance contained in the other member coexists.
[0015]
As an aspect in which the sample to be analyzed exists in contact with another member, the sample to be analyzed may be fused to another member, and the sample to be analyzed is at the interface between the sample to be analyzed and the other member. As a mode in which the coexistence region of the substance contained in the substance and the substance contained in the other member is generated, the substance contained in the sample to be analyzed and the other member at the interface between the sample to be analyzed and the other member. In some cases, a compound containing other substances contained in the product is generated. In such a case, by applying the quantitative analysis method using the mapping data of the present invention, It becomes possible to obtain the average concentration of the constituent elements with high accuracy.
[0016]

Claims

3 The quantitative analysis method using the mapping data is characterized in that the sample to be analyzed is solder and the threshold setting substance is an Sn compound.
[0017]
In the case where the sample to be analyzed is solder, the target analysis region can be accurately extracted even if the target analysis region is an irregular region by using the Sn-setting threshold value substance. Thus, the average concentration of the target element in the analysis region can be obtained accurately and quickly.
[0018]

Claims

4 The quantitative analysis method using the mapping data is characterized in that the method for obtaining the mapping data is a method based on EPMA mapping analysis.
[0019]
By using the mapping data obtained by the EPMA mapping analysis method, the average concentration of the target element in the analysis region can be obtained accurately and quickly, which is meaningful.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE STRUCTURE OF THE INVENTION
In the quantitative analysis method using the mapping data of the present invention, when a sample to be analyzed composed of a plurality of substances is quantitatively analyzed, an indefinite region is obtained from mapping intensity data obtained by an EPMA (Electron Probe Microanalyzer). The purpose is to make it possible to accurately obtain the average concentration of the target element in.
[0021]
In the present invention, even when the mapping range is wide, by specifying the coordinates (sections) of the target analysis region with the X-ray intensity of the element existing in the range corresponding to the target analysis region, As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), it becomes possible to extract an indefinite analysis area (area surrounded by a thick line in FIG. 1 (b)). The average concentration of the target element only in the analysis region) can be determined accurately and quickly.
[0022]
The EPMA mapping intensity data used for carrying out the quantitative analysis method using the mapping data of the present invention includes a wavelength dispersion type (Wavelength Dispersive X-ray Analyzer) and an energy dispersion type (Energy Dispersive X-ray Analyzer). Any of these can be used.
[0023]
In addition, electron beam irradiation conditions such as acceleration voltage, sample absorption current, measurement time, and probe diameter for measurement of characteristic X-ray intensity by EPMA can be arbitrarily selected according to the type of material to be measured and the measurement area. Is possible.
[0024]
An element measured by EPMA set to an arbitrary condition is distributed in the analysis region determining element (A) (that is, the “threshold setting substance” of the present invention) for determining the analysis region and the target analysis region. The characteristic X-ray intensity of these elements is measured by a normal EPMA mapping method.
[0025]
The analysis region determining element (A) that is a threshold setting substance may be a target element or may not be a target element. Furthermore, the analysis region determining element (A) is preferably a main component element that exists only in the analysis region.
Further, the target element (B) may be single or plural. When the analysis region determining element (A) is also the target element (B), the target element (B) excluding the analysis region determining element (A) may be distributed outside the analysis region.
[0026]
Further, in the quantitative analysis method using the mapping data of the present invention, a threshold value is determined from the X-ray intensity of the analysis region determination element (A), and the analysis region is defined as a region that satisfies a predetermined magnitude relation criterion with respect to the threshold value. Is determined.
The threshold value is set within a range in which the target analysis region can be distinguished from others, and an optimum value is selected according to the concentration of the analysis region determining element (A) and the element concentration of the compound.
[0027]
Note that the optimum value of this threshold value is the X-ray intensity (average intensity) of the standard sample of the analysis region determining element (A) measured under the same conditions as when analyzing the sample to be analyzed, and the analysis region determination in the standard sample It is determined from the content of element (A).
[0028]
Then, in the section (pixel) determined by the analysis region determining element (A), the X-ray intensity of the target element (B) is measured, and the concentration of the X-ray intensity data is converted into the target analysis region. The average concentration of the target element (B) can be determined. In converting the concentration of the X-ray intensity data, a calibration curve method or a ZAF method, which is a general method for converting the X-ray intensity data into a quantitative value, can be applied.
[0029]
Therefore, according to the quantitative analysis method using the mapping data according to the present invention, when the amount of the target element contained in the segregation part in the sample is very small, or the region other than the target analysis region is included in the mapping range. In addition, the accuracy of the average concentration of the constituent elements in the target amorphous region can be obtained regardless of whether the region (analysis region) where the quantitative value of the target element is to be obtained is irregular. It becomes possible to ask well.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be shown and the features thereof will be described in more detail.
[0031]
[Embodiment 1]
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, a resistance chip 3 having a structure in which

external electrodes

2a and 2b are disposed on both ends of a resistance element 1 is replaced with a predetermined electrode 11a as shown in FIG. , 11b is mounted on the substrate 12 and mounted by connecting the

external electrodes

2a, 2b of the resistor chip 3 to the

electrodes

11a, 11b on the substrate 12 by the solder 13. The composition will be described by taking as an example a case where mapping analysis is performed using a wavelength dispersion X-ray microanalyzer.
[0032]
The

external electrodes

2a and 2b of the resistance chip 3 to which the solder 13 is bonded are formed by applying a silver paste to both ends of the resistance element 1 and baking it, and nickel on the surface of the silver layer 4. It has a two-layer structure including a nickel layer 5 that is an upper layer formed by plating, and the solder 13 is joined to the nickel layer 5.
In Embodiment 1, Sn, Ag, and Cu are used as the solder 13.
Sn: 96.5% by weight
Ag: 3.0% by weight
Cu: 0.5% by weight
The solder contained at a ratio of
[0033]
First, the X-ray intensity of the substance constituting the sample to be analyzed was measured. The conditions of the quantitative analysis method using the mapping data at this time are as follows.
[0034]
<Analysis conditions>
(1) Analyzer: JEOL wavelength dispersive X-ray microanalyzer JXA-8800R
(2) Acceleration voltage: 15 kv
(3) Sample absorption current: 100 nA
(4) Number of pixels: 250 x 250
(5) Probe diameter: 4.0 μm
(6) Analysis area: 1000 μm × 1000 μm
(7) Dwell Time (capture time at one pixel): 50 ms
[0035]
Of the mapping data obtained by the quantitative analysis method using the mapping data under the above analysis conditions, the mapping result of the X-ray intensity data of Ag is shown in FIG.
From the Ag mapping result of FIG. 4, it can be seen that Ag does not exist uniformly in the solder joint, but exists as a segregation phase. In this case, it is impossible to obtain the composition of the entire joint even if multipoint analysis is performed.
[0036]
Therefore, in this Embodiment 1, in order to accurately extract the solder joint, a compound (intermetallic compound (Ni present at the joint interface) (Ni _Three Sn _Four )), The pixels (sections) constituting the target analysis region were extracted using the X-ray intensity of the elements constituting the threshold as a threshold.
[0037]
[Table 1]

[0038]
The conditions of the quantitative analysis method using the mapping data are the same as the above (1) to (7). However, the analysis region determining element was Sn compound, and the analysis region extraction threshold was 1050 cps.
That is, in the first embodiment, at the solder joint where the

external electrodes

2a and 2b of the resistor chip 3 are joined to the

electrodes

11a and 11b on the substrate 12 by the solder 13, Ni _Three Sn _Four Ni up to the interface where the compound is formed as a solder joint. _Three Sn _Four A pixel (a section constituting a target analysis region) was extracted with an X-ray intensity of 1050 cps of the Sn compound constituting the threshold.
[0039]
FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing a solder joint portion in which the

external electrodes

2a and 2b of the resistor chip 3 are joined to the

electrodes

11a and 11b on the substrate 12 by the solder 13, and FIG. , Ni _Three Sn _Four FIG. 6 is a diagram showing an analysis region extracted with the X-ray intensity of Sn constituting 1050 cps as a threshold value.
[0040]
Then, the average X-ray intensity is calculated by the following formula (1) from the X-ray intensity in the extracted pixel (the section constituting the target analysis region), and from the calibration curve (concentration conversion constant), the following The average concentration was determined from the equation (2).
<Average X-ray intensity>
Average X-ray intensity = Σ (extensive pixel intensity) / number of pixels (1)
<Calibration curve>
Average concentration = (average X-ray intensity-intercept) / slope (2)
The process of obtaining the average concentration of each element from the X-ray intensity using the calibration curve (concentration conversion constant) after extracting the target analysis region is the same as in the conventional quantitative analysis method using the mapping data. is there.
The results are shown in Table 2. In Table 2, the total value of the joint composition is not 100%, but this is due to the accuracy of the measuring device.
[0041]
[Table 2]

[0042]
Ni _Three Sn _Four The X-ray intensity of Sn constituting 1050 cps is extracted as a threshold value to extract pixels (sections constituting the target analysis region), the average X-ray intensity is calculated in the analysis region, and the average concentration of the target element is obtained. A specific procedure will be described below.
[0043]
(1) An intermetallic compound (Ni) formed of a metal element (Ni) constituting the upper layer of the

external electrodes

2a and 2b in contact with the solder 13 and a metal element (Sn) constituting the solder _Three Sn _Four The X-ray intensity of Sn, which is a constituent element, is previously measured by an X-ray microanalyzer.
(2) Then, with respect to one section of the solder 13 fixed to the

external electrodes

2a, 2b of the resistor chip 3 mounted on the substrate 12, mapping data (Sn, Ag, X-ray intensity of Cu and Ni).
(3) Intermetallic compound (Ni _Three Sn _Four The X-ray intensity value of Sn, which is a constituent element of), is used as a threshold value, and pixels having an X-ray intensity value of Sn equal to or higher than this threshold value are extracted. That is, the pixel extracted here is a pixel existing in the target amorphous analysis region, and the target amorphous analysis region is configured from the extracted pixel.
(4) The average X-ray intensity is calculated by dividing the X-ray intensity of each element measured in (2) above by the number of pixels.
(5) The average X-ray intensity calculated in (4) above is converted into a concentration by a concentration conversion constant (calibration curve). Thereby, the average concentration (wt%) of each element constituting the solder is obtained.
[0044]
In addition, in the quantitative analysis method using the mapping data of the first embodiment, in the steps (1) to (3) above, an amorphous region (a target amorphous analysis region) is specified, and the above-described steps are performed. In the steps (4) and (5), the average concentration of each element constituting the solder can be accurately measured by calculating the average X-ray intensity and converting the concentration of the extracted pixels.
[0045]
[Embodiment 2]
In the second embodiment, as shown in FIG. 6,

electrodes

22 a and 22 b are formed on both main surfaces of the dielectric 21, and lead

wires

23 a and 23 b made of copper are connected to the

electrodes

22 a and 22 b by solder 24. In the PTC element 25 having the above-described structure, the composition of the solder 24 used for connection (joining) between the

electrodes

22a and 22b and the

lead wires

23a and 23b is subjected to mapping analysis using a wavelength dispersive X-ray microanalyzer. Will be described as an example.
[0046]
Note that the

electrodes

22a and 22b of the PTC element 25 to which the solder 24 is bonded are formed by applying silver plating to the surface of the nickel layer 26 as a base electrode and the nickel layer 26, as shown in FIG. 8A. The solder 24 is joined to the

lead wires

23a and 23b and the silver layer 27 made of copper.
[0047]
In the second embodiment, as the solder 24,
Sn: 97.0% by weight
Ag: 3.0% by weight
The solder containing was used.
[0048]
First, the X-ray intensity of the substance constituting the sample to be analyzed was measured.
The conditions of the quantitative analysis method using the mapping data at this time are as follows.
(1) Analyzer: JEOL wavelength dispersive X-ray microanalyzer JXA-8800R
(2) Acceleration voltage: 15 kv
(3) Sample absorption current: 100 nA
(4) Number of pixels: 250 x 250
(5) Probe diameter: 16.0 μm
(6) Analysis area: 4000 μm × 4000 μm
(7) Dwell Time (capture time at one pixel): 50 ms
[0049]
Of the mapping data obtained under the above conditions, the mapping result of Cu X-ray intensity data is shown in FIG. As shown by the Cu mapping result, it can be seen that the lead wire component diffuses in the solder joint with a concentration gradient in the solder joint.
[0050]
In the case of the second embodiment as well, as in the case of the first embodiment, it is impossible to obtain the composition of the entire joint even if multipoint analysis is performed.
Further, in the bonding between the electrode and the lead wire, the concentration gradient due to the diffusion of the electrode component and the lead wire component is remarkable, and it becomes more difficult to obtain the composition of the entire bonded portion by multipoint analysis.
[0051]
Therefore, in the second embodiment, in order to accurately extract the joint portion (solder joint portion), a compound (an intermetallic compound existing at the joint interface ( Ag _Three Pixels constituting the solder joint (target analysis region) were extracted using the X-ray intensity of the element (Sn) constituting Sn)) as a threshold.
Furthermore, Cu formed at the interface with the lead wire ₆ Sn _Five By subtracting the X-ray intensity higher than the X-ray intensity of Cu constituting (see Table 3) from the approximate extracted shape obtained earlier, a more accurate solder joint (target analysis area) Got.
[0052]
[Table 3]

[0053]
FIG. 8A is a cross-sectional view schematically showing a solder joint portion in which the

lead wires

23a and 23b are joined to the

electrodes

22a and 22b of the PTC element 25 by the solder 24. FIG. _Three The threshold value is the X-ray intensity 340 cps of Sn constituting Sn, and Cu ₆ Sn _Five FIG. 6 is a diagram showing an extracted analysis region with an X-ray intensity of 1000 cps constituting Cu as a threshold value.
[0054]
In the same manner as in the first embodiment, the average X-ray intensity is calculated from the X-ray intensity of each element of Sn, Cu, Ag, and Ni in the extracted analysis region, and a calibration curve (concentration conversion constant) is calculated. The average concentration was determined from
The results are shown in Table 4. In Table 4, the total value of the joint composition is not 100%, but this is due to the accuracy of the measuring apparatus.
[0055]
[Table 4]

[0056]
As is clear from Table 4, according to the quantitative analysis method using the above mapping data, it is possible to accurately evaluate the solder composition used and the solder composition after joining. Moreover, the density | concentration of each element which has spread | diffused and comprises the solder can also be obtained.
That is, from Embodiment 2 above, according to the quantitative analysis method using the mapping data of the present invention, when the target element contained in the segregated portion in the sample is a trace amount, an area other than the target is included in the mapping range. In addition, it can be seen that the average concentration of the constituent elements in the target amorphous region can be obtained with high precision even when the region in which the quantitative value is desired to be obtained is amorphous.
[0057]
Note that the present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and the types of substances constituting the sample to be analyzed, the types of other members that are in contact with the sample to be analyzed, and the substances contained in the sample to be analyzed A mode of coexistence area where substances contained in other members exist, a kind of threshold setting substance, a specific method of setting a threshold, a region including a sample to be analyzed and other members, a plurality of sections (pixels) Various applications and modifications can be made within the scope of the invention with respect to the size and number of sections (pixels) when dividing the image into two.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, in the quantitative analysis method using the mapping data of the present invention (Claim 1), the sample to be analyzed exists in contact with another member, and the substance contained in the sample to be analyzed is present at the interface thereof. In the case where a coexistence area where substances contained in other members exist is selected, any substance that is included in the sample to be analyzed and exists in the coexistence area is selected as a threshold setting substance, The X-ray intensity of the standard sample of the threshold setting substance is measured in advance, the region including the sample to be analyzed and other members is divided into a plurality of sections, and the X-ray intensity of the threshold setting substance for each of the plurality of sections The threshold value is determined from the X-ray intensity of the standard sample of the threshold setting substance that has been measured in advance, and has an X-ray intensity that satisfies a predetermined magnitude relation criterion with respect to the threshold value from a plurality of sections Extract a section and consist of this extracted section Since the region is regarded as the analysis region where the sample to be analyzed exists, only the target analysis region is taken out, and the average X-ray intensity of the substance constituting the sample to be analyzed is calculated for this analysis region. When the target element contained in the segregation part in the sample is a trace amount, when a region other than the target is included in the mapping range, and even when the region where the quantitative value is to be obtained is indefinite, The average concentration of the constituent elements in the target amorphous region can be obtained with high accuracy.
[0059]
As an aspect in which the sample to be analyzed exists in contact with another member, the sample to be analyzed may be fused to another member, and the sample to be analyzed is at the interface between the sample to be analyzed and the other member. As a mode in which the coexistence region of the substance contained in the substance and the substance contained in the other member is generated, the substance contained in the sample to be analyzed and the other member at the interface between the sample to be analyzed and the other member. In some cases, a compound containing other substances contained in is produced, and in such a case, by applying the quantitative analysis method using the mapping data of the present invention as in claim 2 The average concentration of the constituent elements in the target analysis region can be obtained with high accuracy.
[0060]

Claims

3 As in the quantitative analysis method using the mapping data, when the sample to be analyzed is solder, by setting the threshold setting substance as an Sn compound, the target analysis region is an indefinite region, The target analysis region can be extracted with high accuracy, and the average concentration of the target element in the target analysis region can be obtained accurately and quickly.
[0061]

Claims

4 By using the mapping data obtained by the EPMA mapping analysis method like the quantitative analysis method using the mapping data, it is possible to determine the average concentration of the target element in the analysis region accurately and quickly, which is meaningful. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a method for extracting a target analysis region in a quantitative analysis method using mapping data of the present invention, wherein (a) shows a state before extraction, and (b) shows a state after extraction. FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a resistor chip on which a solder joint is formed, which is symmetrical to analysis by a quantitative analysis method using mapping data according to one embodiment (first embodiment) of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a state where the resistor chip of FIG. 2 is mounted on a substrate.
FIG. 4 is a diagram showing a mapping result of Ag X-ray intensity data obtained by a quantitative analysis method using mapping data (mapping result by a conventional method for comparison).
FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing a solder joint obtained by joining an external electrode of a resistor chip to an electrode on a substrate, and FIG. _Three Sn _Four FIG. 6 is a diagram showing an analysis region extracted with the X-ray intensity of Sn constituting 1050 cps as a threshold value.
FIG. 6 is a diagram showing a PTC element in which a solder joint is formed, which is symmetrical to analysis by a quantitative analysis method using mapping data according to another embodiment (Embodiment 2) of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a mapping result (a mapping result by a conventional method for comparison) of Cu X-ray intensity data obtained by a quantitative analysis method using mapping data.
FIG. 8A is a cross-sectional view schematically showing a solder joint portion in which a lead wire is joined to an electrode of a PTC element, and FIG. _Three The threshold value is the X-ray intensity 340 cps of Sn constituting Sn, and Cu ₆ Sn _Five FIG. 6 is a diagram showing an extracted analysis region with an X-ray intensity of 1000 cps constituting Cu as a threshold value.
FIG. 9 is a diagram for explaining a mapping analysis method using EPMA.
[Explanation of symbols]
1 resistance element
2a, 2b External electrode
3 Resistance chip
4 Silver layer
5 Nickel layer
11a, 11b electrode
12 Substrate
13 Solder
21 Dielectric
22a, 22b electrode
23a, 23b Lead wire
24 Solder
25 PTC element
26 Nickel layer
27 Silver layer

Claims

被分析試料を構成する物質のＸ線強度からなるマッピングデータを用いた定量分析方法において、
前記被分析試料が他の部材と接して存在し、かつ、前記被分析試料と前記他の部材の界面に、前記被分析試料に含有される物質と、前記他の部材に含有される物質とが存在する共存領域が生じている場合に、
前記被分析試料に含まれる物質であって、前記共存領域に存在する物質のうちのいずれかを閾値設定物質として選定し、該閾値設定物質の標準試料のＸ線強度を予め測定しておき、
前記被分析試料及び前記他の部材を含む領域を複数の区画に分割し、該複数の区画のそれぞれにおける、前記閾値設定物質のＸ線強度からなるマッピングデータを得て、
予め測定しておいた前記閾値設定物質の標準試料のＸ線強度から閾値を決定し、前記複数の区画の中から、前記閾値に対して所定の大小関係の基準を満たすＸ線強度を有する区画を抽出し、
前記抽出した区画からなる領域を前記被分析試料の存在する分析領域とみなし、該分析領域について、前記被分析試料を構成する物質の平均Ｘ線強度を算出すること
を特徴とするマッピングデータを用いた定量分析方法。In the quantitative analysis method using the mapping data consisting of the X-ray intensity of the substance constituting the sample to be analyzed,
The analyte is present in contact with another member, and the substance contained in the analyte sample and the substance contained in the other member at the interface between the analyte sample and the other member If there is a coexistence area that exists,
A substance contained in the sample to be analyzed, which is selected from the substances existing in the coexistence region as a threshold setting substance, and the X-ray intensity of a standard sample of the threshold setting substance is measured in advance,
Dividing the region containing the sample to be analyzed and the other member into a plurality of sections, obtaining mapping data consisting of the X-ray intensity of the threshold setting substance in each of the plurality of sections,
A section having an X-ray intensity satisfying a predetermined magnitude relation criterion with respect to the threshold is determined from an X-ray intensity of a standard sample of the threshold setting substance measured in advance. Extract
Using the mapping data characterized in that an area consisting of the extracted sections is regarded as an analysis area where the sample to be analyzed exists, and an average X-ray intensity of a substance constituting the sample to be analyzed is calculated for the analysis area. Quantitative analysis method.

前記被分析試料が、前記他の部材に融着することにより、前記他の部材に接して存在しており、かつ、前記被分析試料と前記他の部材の界面に、前記被分析試料に含有される物質と、前記他の部材に含有される他の物質とを含有する化合物が生成することにより、前記被分析試料に含有される物質と、前記他の部材に含有される他の物質とが共存する領域が生じていることを特徴とする請求項１記載のマッピングデータを用いた定量分析方法。 The sample to be analyzed is present in contact with the other member by fusing to the other member, and is contained in the sample to be analyzed at the interface between the sample to be analyzed and the other member. A compound containing the substance to be analyzed and the other substance contained in the other member is generated, and the substance contained in the sample to be analyzed and the other substance contained in the other member 2. The quantitative analysis method using the mapping data according to claim 1, wherein a region where the two coexist is generated.

前記被分析試料がはんだであり、閾値設定物質がＳｎ化合物であることを特徴とする請求項１または２記載のマッピングデータを用いた定量分析方法。 3. The quantitative analysis method using mapping data according to claim 1, wherein the sample to be analyzed is solder and the threshold setting substance is an Sn compound.

前記マッピングデータを得る方法が、ＥＰＭＡマッピング分析による方法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマッピングデータを用いた定量分析方法。The quantitative analysis method using the mapping data according to any one of claims 1 to 3 , wherein the mapping data is obtained by EPMA mapping analysis.