SEM-EDS Analyse (Dansk)

Analyse via Skanning Elektron Mikroskopi / Energy Dispersive X-Ray-Spektroskopi (SEM/EDS)

Hvad er SEM/EDS?

brug af Scanning Elektron Mikroskopi / Energy Dispersive X-Ray-Spektroskopi (SEM/EDS) i analysen af svigt relateret spørgsmål af printkort (Pcb ‘ er), forsamlinger (Psa), og elektroniske komponenter (BGA, kondensatorer, modstande, spoler, stik, dioder, oscillatorer, transformere, IC, osv.,) er en veletableret og accepteret protokol. I modsætning til eller simpelthen ud over normal optisk mikroskopi tillader SEM/EDS “inspektion” af interesseområder på en meget mere informativ måde.

Scanning elektronmikroskopi (SEM) muliggør visuel observation af et område af interesse på en helt anden måde end det med det blotte øje eller endda normal optisk mikroskopi. Sem-billeder viser enkle kontraster mellem organisk-baserede og metalliske-baserede materialer og giver dermed øjeblikkeligt en masse information om det område, der inspiceres., På samme tid, energi Dispersive X-Ray spektroskopi (EDS), undertiden benævnt EDA.eller ED., kan anvendes til at opnå semikvantitative elementært resultater om meget specifikke steder inden for området af interesse.,

Typiske Anvendelser af Scanning Elektron Mikroskopi / Energy Dispersive X-Ray-Spektroskopi (SEM/EDS)

• Forurening (Rest) Analyse
• Lodde Fælles Evaluering
• Komponent Fejl
• Intermetalliske (IMC) Evaluering
• Bly (Pb-Fri) Pålidelighed
• Elementært Kortlægning
• Tin (Sn) Whiskers
• Sort Pad Analyse

Metode:

du skal Blot sætte, SEM giver mulighed for et område af interesse, som skal behandles på meget store forstørrelser., SEM producerer billeder med høj opløsning og detaljeret dybdeskarphed i modsætning til dem, der kan opnås ved hjælp af normal optisk mikroskopi. Som eksempler kan overfladestrukturer, generelle anomalier og forureningsområder let identificeres og derefter om nødvendigt isoleres til yderligere analyse.

en prøve, der indeholder det eller de områder, der er af interesse, placeres i vakuumkammeret placeret i bunden af SEM-søjlen. En elektron kilde, placeret i toppen af kolonnen, producerer elektroner, som passerer gennem kolonnen og er hændelse på prøven., Elektronstrålen styres og fokuseres af magneter og linse inde i sem-søjlen, når den nærmer sig prøven. Strålen “svinger” hen over prøven, hvilket får nogle af elektronerne til at blive reflekteret af prøven, og nogle til at blive absorberet. Specialiserede detektorer modtager disse elektroner og behandler signalet til et brugbart format. Typisk kaldes de tre forskellige detektorer: sekundær elektron, Backscatter og røntgen.

sekundær elektron – den sekundære elektrondetektor bruges primært til at observere overfladestruktur(er) forbundet med prøven., Denne detektor omdanner elektronerne reflekteret af prøveoverfladen til et signal, der kan vises som et billede på en skærm. Efterfølgende kan disse billeder optages som et fotografi, hvis det ønskes. SEM-billeder, såvel som eventuelle “optagne” fotografier, er gråtoner i udseende i modsætning til farve, fordi de elektroner, der opdages, faktisk er uden for lysspektret.,

Backscatter – backscatter detektoren fungerer på samme måde som den sekundære elektrondetektor, da den også “læser” elektroner, der reflekteres af testprøven og viser dem til observation og / eller fotografering. For denne detektortype er den gråton, der observeres på billederne, imidlertid et direkte resultat af det eller de elementer, der er til stede i det område, der observeres., Elementer med et højere atomnummer
vil absorbere flere elektroner end et element med et lavere atomnummer, for eksempel vil områder, der består af kulstof (C), vises meget mørkere på gråskalaen end et område, der indeholder bly (Pb).

røntgen-udtrykket Røntgendetektor er en generel betegnelse for den type detektor, der bruges til at udføre Energidispersiv Røntgenspektroskopi (EDS)., Røntgendetektoren, eller mere specifikt, EDS-teknikken bruges til kvalitativt og det meste af tiden “semikvantitativt” at bestemme elementsammensætningen af et interesseområde, som visuelt blev identificeret og observeret ved hjælp af de sekundære elektron-og backscatter-detektorer, der er nævnt ovenfor.

da elektronstrålen fra SEM selv rammer prøveoverfladen, hæves elektronerne inden for atomerne i dette interesseområde til en ophidset tilstand. Når elektronerne i disse atomer derefter vender tilbage til
deres jordtilstand, udsendes en karakteristisk røntgenstråle., Disse røntgenstråler samles derefter af Røntgendetektoren og omdannes til “nyttige” oplysninger. Et billede kan, som beskrevet ovenfor, genereres, men mere
vigtigt er det, at disse røntgenstråler udsendes fra prøven giver information om områdets elementære sammensætning. Som et resultat kan EDS-teknikken detektere elementer fra kulstof (C) til uran (U) i mængder så lave som 1,0 vægt%. I kombination med SEM selv kan det specifikke analyseområde for en given prøve af interesse justeres simpelthen baseret på den forstørrelse, ved hvilken prøven observeres.,billede 1 nedenfor viser en oversigt over SEM med de tre detektorer beskrevet ovenfor. Specifikt kan sem-søjlen og kammeret observeres i midten af billedet med den sekundære elektron-og backscatter-detektorer fundet fastgjort til venstre side af kammeret og Røntgendetektoren fastgjort til højre side af kammeret.,

Analyse-Eksempler:
der er Baseret på funktionerne i SEM/EDS, mange forskellige typer af prøver, der let kan analyseres. Alt fra den visuelle inspektion af et loddeforbindelse til elementanalysen af en observeret pladeoverfladerest, sem/EDS opnår information, som andre analytiske teknikker simpelthen ikke kan.,

både SEM og EDS kan bruges til evaluering og / eller analyse af prøver, uanset om det blot er til screeningsformål eller til et fejlrelateret problem. Sem giver typisk det visuelle “svar”, mens EDS giver det elementære”svar”. I begge tilfælde kan interesseområder observeres luft eller i tværsnit.

fra et almindeligt screeningsaspekt inspiceres loddeforbindelser typisk af overordnede integritetsårsager ved at observere kornstrukturer, kontaktområder, IMC-lag osv.,

for mislykkede prøver anvendes de samme grundlæggende teknikker, men er mere fokuseret på loddeforbindelse, loddeforbindelse / pad-separationer eller andre fejlrelaterede egenskaber. Som et eksempel kan sem / EDS-teknikken give uvurderlig information om nøjagtigt, hvor en adskillelse finder sted.,09″>

Sammenfaldende med alle de billeder, der er modtaget via SEM, EDS kan benyttes til at opnå elementære oplysninger om området af interesse.,

i nogle specielle situationer kan det også være vigtigt at observere den “nøjagtige” orientering af de elementer, der er registreret i en EDS-scanning. Denne teknik kaldes elementær kortlægning og kan være meget informativ, når man bestemmer
integriteten af et loddeforbindelse eller undersøger en fiasko.

elementære kort kan fås for hvert element af interesse og bruge forskellige farveintensiteter til visuelt at vise koncentrationerne af et specifikt element i det område, der inspiceres.,

i eksemplet nedenfor blev der anvendt elementær kortlægning på loddeforbindelsen i en stikprøve for at sikre, at de tilstedeværende elementer var på det “korrekte” sted.

alt i alt SEM/EDS er et yderst effektivt redskab i forbindelse med analyse og kontrol af lodninger og andre relaterede områder af pålidelighed.