Analysis pásztázó elektronmikroszkóppal / Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM/EDS)
mi az A SEM/EDS?
szkennelési elektronmikroszkópia / energia diszpergáló röntgen spektroszkópia (SEM/EDS) használata a nyomtatott áramköri lapok (PCB-k), szerelvények (PCB-k), valamint az elektronikus alkatrészek (BGA, kondenzátorok, ellenállások, induktorok, csatlakozók, diódák, oszcillátorok, transzformátorok, IC, stb.,) egy jól bevált és elfogadott protokoll. A normál optikai mikroszkóppal szemben vagy egyszerűen a mellett a SEM / EDS sokkal informatívabb módon lehetővé teszi az érdeklődési területek “ellenőrzését”.a pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) lehetővé teszi az érdeklődési terület vizuális megfigyelését teljesen más módon, mint a szabad szemmel vagy akár a normál optikai mikroszkópiával. A SEM képek egyszerű kontrasztot mutatnak a szerves és fém alapú anyagok között, így azonnal rengeteg információt szolgáltatnak a vizsgált területről., Ugyanakkor az energia-diszperzív röntgen-spektroszkópia (EDS), amelyet néha EDAXNAK vagy EDX-nek neveznek, felhasználható félig kvantitatív elemi eredmények elérésére az érdeklődési területen belüli nagyon specifikus helyekről.,
Tipikus Felhasználása, Pásztázó Elektronmikroszkópos / Energia Diszperzív X-Ray Spektroszkópia (SEM/EDS)
•
Szennyeződés (Maradék) Elemzés
• Forrasztási Értékelést
• Alkatrész Hibák
• Intermetallikus (IMC) Értékelési
• ólommentes (Pb-Ingyenes) Megbízhatóság
• Elemi Feltérképezése
• Ón (Sn) Bajusz
• Fekete Pad Elemzés
Módszertan:
Egyszerűen fogalmazva, SEM lehetővé teszi, hogy egy érdeklődési terület, meg kell vizsgálni a rendkívül magas nagyítással., A SEM nagy felbontású és részletes mélységélességű képeket készít, ellentétben a normál optikai mikroszkóppal elérhető képekkel. Példaként említhetjük a felszíni struktúrákat, az Általános anomáliákat és a Szennyeződési területeket, amelyek könnyen azonosíthatók, majd szükség esetén elkülöníthetők a további elemzéshez.
az érdeklődésre számot tartó terület(EK) t tartalmazó mintát a SEM oszlop alján található vákuumkamrába helyezzük. Az oszlop tetején elhelyezkedő elektronforrás elektronokat termel, amelyek áthaladnak az oszlopon,és a mintára esnek., Az elektronsugarat mágnesek és lencsék irányítják és fókuszálják a SEM oszlop belsejében, ahogy megközelíti a mintát. A fénysugár “átfordul” a mintán, így az elektronok egy részét a minta visszaverheti, egy részét pedig felszívja. A speciális detektorok megkapják ezeket az elektronokat, és felhasználható formátumba dolgozzák fel a jelet. A három különböző detektort általában másodlagos elektronnak, Háttértükrnek és röntgensugárzásnak nevezik.
másodlagos elektron-a másodlagos elektrondetektort elsősorban a mintához kapcsolódó felületi szerkezet(ek) megfigyelésére használják., Ez az érzékelő átalakítja a minta felületén visszavert elektronokat olyan jelré, amely képként megjeleníthető a monitoron. Ezt követően ezeket a képeket fényképként lehet rögzíteni, ha szükséges. A SEM képek, valamint bármely “rögzített” fénykép szürkeárnyalatos megjelenésűek, szemben a színnel, mivel az észlelt elektronok valójában meghaladják a fény spektrumát.,
Backscatter-a backscatter detektor a másodlagos elektrondetektorhoz hasonlóan működik, mivel “olvassa” azokat az elektronokat is, amelyeket a tesztpéldány tükröz, és megfigyelésre és / vagy fényképezésre jeleníti meg őket. Ehhez a detektor típushoz azonban a képeken megfigyelt szürkeárnyalat a megfigyelt területen lévő elem(ek) közvetlen eredménye., A
magasabb atomszámú elemek több elektront fognak elnyelni, mint egy alacsonyabb atomszámú elem, így például a szénből (C) álló területek sokkal sötétebbek lesznek a szürke skálán, mint az ólmot tartalmazó terület (Pb).
X-Ray-a kifejezés X-ray detector egy általános kifejezés a típusú detektor elvégzésére használt energia diszpergáló röntgen spektroszkópia (EDS)., A röntgendetektor, pontosabban az EDS technikát arra használják, hogy minőségileg és legtöbbször “félig kvantitatív módon” meghatározzák egy olyan érdeklődési terület elemi összetételét, amelyet vizuálisan azonosítottak és megfigyeltek a fent említett másodlagos elektron-és hátsóérzékelők segítségével.
mivel maga a SEM elektronsugara megüti a minta felületét, az ezen érdeklődési terület atomjaiban lévő elektronok izgatott állapotba kerülnek. Amikor ezekben az atomokban az elektronok visszatérnek
földi állapotukba, jellegzetes röntgensugarat bocsátanak ki., Ezeket a röntgensugarakat ezután a röntgendetektor gyűjti össze ,majd “hasznos” információvá alakítja. Egy kép a fent leírtak szerint előállítható, de ennél is fontosabb, hogy ezek a mintából kibocsátott röntgensugarak információt adnak a terület elemi összetételéről. Ennek eredményeként, az EDS technika képes érzékelni elemeket szén (C) Az urán (U) mennyiségben olyan alacsony, mint 1,0 wt%. Magával a SEM-rel kombinálva egy adott érdeklődési körhöz tartozó vizsgálati terület egyszerűen beállítható a minta megfigyelésének nagyítása alapján.,
az 1. kép alatt a SEM áttekintése látható a fent leírt három detektorral. Pontosabban, a kép közepén látható a SEM oszlop és a kamra, a kamra bal oldalához rögzített másodlagos elektron-és hátsóérzékelőkkel, valamint a kamra jobb oldalához rögzített röntgendetektorokkal.,
elemzési példák:
A SEM/EDS képességei alapján számos különböző típusú minta könnyen elemezhető. A forrasztócsukló szemrevételezéses vizsgálatától a megfigyelt tábla felületi maradványainak elemi elemzéséig a SEM / EDS olyan információkat szerez, amelyeket más analitikai technikák egyszerűen nem tudnak.,
mind a SEM, mind az EDS használható minták értékelésére és / vagy elemzésére, függetlenül attól, hogy egyszerűen szűrési célokra vagy hibával kapcsolatos problémára vonatkozik-e. Általában a SEM biztosítja a vizuális “választ”, Míg az EDS az elemi”választ” biztosítja. Mindkét esetben érdekes területek figyelhetők meg légi úton vagy keresztmetszetben.
közös szűrési szempontból a forrasztási ízületeket általában általános integritási okokból ellenőrzik a szemcseszerkezetek, az érintkezési területek, az IMC rétegek stb.,
nem sikerült mintákat, az alapvető technikákat alkalmaznak, de nagyobb hangsúlyt forrasztási érvénytelenítésével, forrasztási / pad separations, vagy más hiba kapcsolatos jellemzők. Például a SEM/EDS technika felbecsülhetetlen információkat adhat arról, hogy pontosan hol történik az elválasztás.,09″>
egybeesik a képeket beszerezni SEM, EDS lehet használni ahhoz, hogy az elemi információk az érdeklődési terület.,
bizonyos speciális helyzetekben fontos lehet az EDS-vizsgálat során észlelt elemek “pontos” orientációjának megfigyelése is. Ezt a technikát elemi leképezésnek nevezzük, amely nagyon informatív lehet A forrasztóízület
integritásának meghatározásakor vagy a hiba kivizsgálásakor.
elementáris térképek minden egyes érdekes elemhez beszerezhetők, és különböző színintenzitásokkal vizuálisan megmutathatják egy adott elem koncentrációját a vizsgált területen.,
az alábbi példában elemi leképezést használtunk egy csatlakozóminta forrasztócsuklóján annak biztosítására, hogy a jelen lévő elemek a “helyes” helyen legyenek.
összességében a SEM/EDS rendkívül hatékony eszköz a forrasztási kötések és más kapcsolódó megbízhatósági területek elemzésében és ellenőrzésében.