加熱発生ガス質量分析(TPD-MS)Temperature Programmed Desorption Mass Spectrometry
材料・部品からの発生ガス挙動を把握することは、不具合発生を予測・推定する重要な手段の一つです。TPD-MSは、揮発しやすい成分や有機成分の定性・定量において、新たな情報をもたらします。
原理・特徴
TPD-MSは、2種の装置構成〔(1)昇温脱離ガス分析、(2)破壊脱離ガス分析(密閉容器内ガスや気泡成分)〕からなっています。水分などの無機ガスや有機成分の定性・定量が可能です。
- (1)は大気圧(He雰囲気)下で、試料を昇温し、発生するガスの温度に対する濃度変化を分析します
- (2)は一定温度で、試料を破壊した際に発生するガスを分析します
- パッケージ内の気泡
- パッケージ樹脂からの発生ガス
TPD-MSとTDSの比較
| TPD-MS | TDS | ||
|---|---|---|---|
| (1)昇温脱離ガス分析 | (2)破壊脱離ガス分析 | ||
| 試料加熱 雰囲気 |
He/大気圧 | He/大気圧 | 真空/10-7Pa程度 |
| 温度 | 室温～1,000℃ (雰囲気温度) |
80℃ (雰囲気温度) |
室温～1,400℃ (ステージ温度) |
| 加熱方式 | 抵抗加熱 | 抵抗加熱 | 赤外加熱 |
| 質量範囲 (m/z) |
2～800 | 1～200 | 1～200 |
| 試料 サイズ1) |
加熱炉管内径15mmID× 100mm(長さ)まで |
65mm×65mm 3mm程度(厚さ)まで〔ガラス〕2) |
10mm×10mm 4mm(厚さ)まで |
| 用途 |
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1) 実際の試料内容により、ご相談させていただくことがあります
2) 他の材質については要相談
事例
有機材料(ソルダーレジスト塗布基板)からの発生ガス
(1)50℃～120℃
トルエンが発生
→残留溶媒由来
(2)120℃～240℃
2-(2-エトキシエトキシ)エタノールが発生
→残留溶媒由来
(3)200℃以上
トルエンが発生
→樹脂の分解起因
液晶パネル内気泡の成分
| H2O m/z 18 |
N2 m/z 28 |
O2 m/z 32 |
CO2 m/z 44 |
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|---|---|---|---|---|
| リファレンス3) | 62 | 0.2 | N.D. | 0.02 |
| 気泡 | 55 | 0.3 | N.D. | 1.0 |
3) 気泡の発生していないLCDパネルを破壊した際に発生したガス
リファレンスと比較し、気泡の主成分はCO2であることが判明
→LCD構成有機部材が熱処理で分解したと推定
★焼成工程(PI焼成やシール硬化)に要因あり★
ナノカーボンの表面官能基
酸化グラフェンの発生ガスプロファイルからは、吸着水分量や官能基に関する情報が得られます。
試料ご提供元：岡山大学 異分野融合先端研究コア 仁科勇太 先生
[ 更新日:2025/07/25 ]
