SEM-EDS Analyse (Norsk)

Analyse via Skanning Elektron Mikroskopi / Energi Anvendelse X-Ray Spektroskopi (SEM/EDS)

Hva er SEM/EDS?

bruk av Scanning Elektron Mikroskopi / Energi Anvendelse X-Ray Spektroskopi (SEM/EDS) i analysen av feil relaterte problemer av trykte kretskort (Pcb), sammenstillinger (PCAs), og elektroniske komponenter (BGA, kondensatorer, motstander, induktorer, kontakter, dioder, oscillatorer, transformatorer, IC, etc.,) er en godt etablert og godkjent protokoll. I motsetning til eller rett og slett i tillegg til normal optisk mikroskopi, SEM/EDS lar for «inspeksjon» av områder av interesse i en mye mer informativ måte.

Skanning Elektron Mikroskopi (SEM) gir mulighet for visuell observasjon av et område av interesse på en helt annen måte enn med det blotte øye, eller til og med normal optisk mikroskopi. SEM bildene viser enkle kontraster mellom organisk-basert og metallisk-basert materiale, og dermed umiddelbart gi mye informasjon om området blir inspisert., På samme tid, Energi Anvendelse X-Ray Spektroskopi (RED), noen ganger referert til som EDAX eller EDX, kan brukes til å få semi-kvantitative elemental resultater om svært spesifikke steder i området av interesse.,

Typiske Bruker av Skanning Elektron Mikroskopi / Energi Anvendelse X-Ray Spektroskopi (SEM/EDS)

• Forurensning (Rester) Analyse
• Loddetråd Felles Evaluering
• Komponent Feil
• Intermetallic (IMC) Evaluering
• Føre-Gratis (Pb-Gratis) Reliability
• Elementær Kartlegging
• Tinn (Sn) Værhårene
• Sort Pad Analyse

Metodikk:

Enkelt sagt, SEM lar et område av interesse for å bli undersøkt ved ekstremt høye forstørrelser., SEM produserer bilder av høy oppløsning og detaljert dybde i motsetning til de som er oppnåelig ved hjelp av normal optisk mikroskopi. Som eksempler, overflatestrukturer, general anomalier, og områder av forurensning lett kan identifiseres og deretter om nødvendig, isolert for videre analyse.

En prøve som inneholder område(r) som er av interesse er plassert i vakuum kammeret ligger på bunnen av SEM-kolonnen. Et elektron kilde, som ligger på toppen av kolonnen, produserer elektroner som passerer gjennom kolonnen, og hendelsen på prøven., Det electron beam er regissert og fokusert av magneter og linsen inne i SEM kolonne som det nærmer prøven. Strålen «svinger» på tvers av prøven forårsaker noen av elektronene til å bli reflektert av prøven og noen for å bli absorbert. Spesialisert detektorer motta disse elektronene og behandler signalet til et brukbart format. Vanligvis er det tre forskjellige detektorer brukt er referert til som: Videregående Electron, Backscatter, og X – ray.

Sekundær Elektron – Den sekundære electron detektoren er primært brukes til å observere overflaten struktur(s) i forbindelse med prøven., Denne detektoren konverterer elektroner som reflekteres av prøven overflaten til et signal som kan vises som et bilde på en skjerm. Deretter disse bildene kan være tatt som et fotografi, hvis det er ønskelig. SEM bilder, samt noen «fanget» bilder, er gråtoner i utseendet i motsetning til farge fordi elektronene blir oppdaget er faktisk utenfor lysspekteret.,

Backscatter – Det backscatter detektor opererer lignende til den sekundære electron detektor som det også «leser» elektroner som blir reflektert av test-prøven og viser dem for observasjon og / eller fotografering. For dette detektor type imidlertid, gråtoner observert i bildene er et direkte resultat av element(er) til stede i området som blir observert., Elementer med høyere atomnummer
vil absorbere flere elektroner enn et element med en lavere atomnummer derfor, for eksempel, områder som består av karbon (C) vises mye mørkere på den grå skala enn et område som inneholder bly (Pb).

X-Ray – begrepet X-ray detektor er en generell betegnelse for den type detektor som brukes til å utføre Energi Anvendelse X-Ray Spektroskopi (RED)., X-ray-detektor, eller mer spesifikt, RED teknikken brukes til å kvalitativt og mesteparten av tiden «semi-kvantitativt» bestemme elemental sammensetning av et område av interesse som var visuelt identifisert og følges ved hjelp av den sekundære electron og backscatter detektorer som er nevnt ovenfor.

Som electron beam fra SEM seg streik prøveflaten, elektroner i atomer av dette området av interesse hevet til en høyere tilstand. Når elektronene i disse atomene deretter gå tilbake til
sine bakken staten, en karakteristisk x-ray avgis., Disse x-stråler er samlet av X-ray detektor og konvertert til «nyttig» informasjon. Et bilde kan, som beskrevet ovenfor, bli generert, men mer
viktigere, disse x-stråler ut fra prøven gi informasjon som til elemental sammensetning av området. Som et resultat, RED teknikk kan gjenkjenne elementer fra karbon (C) til uran (U) i mengder så lavt som 1.0 wt%. I kombinasjon med SEM seg selv, den bestemte delen av analysen for et gitt individ av interesse som enkelt kan justeres basert på forstørrelse på som prøven er å bli observert.,

Bilde 1, nedenfor, viser en oversikt over SEM med tre detektorer som er beskrevet ovenfor. Spesielt, SEM kolonne og kammer kan sees i midten av bildet med den sekundære electron og backscatter detektorer funnet festet på venstre side av kammeret og X-ray detektoren er festet på høyre side av kammeret.,

Analyse Eksempler:
Basert på egenskapene til SEM/EDS, mange forskjellige typer prøver kan lett bli analysert. Alt fra visuell inspeksjon av et lodd felles til elementær analyse av en observert styret overflate rester, SEM/EDS henter informasjon som andre analytiske teknikker rett og slett ikke.,

Både SEM og RED kan brukes for å evaluere og / eller å analysere prøvene enten det er rett og slett for screening-formål eller for feil relatert problem. Vanligvis, SEM gir det visuelle «svar» mens RED gir elemental «svar». I begge tilfeller områder av interesse kan observeres aerially eller i tverrsnitt.

Fra en vanlig screening aspekt, lodding er vanligvis kontrollert for den generelle integritet grunner ved å observere korn strukturer, kan du kontakte områder, IMC lag, etc.,

For ikke klarte prøvene, den samme grunnleggende teknikker som brukes, men er mer fokusert på lodde felles ugyldig, lodde felles / pad separasjoner, eller andre feil relatert egenskaper. Som et eksempel, SEM/EDS teknikk kan gi uvurderlig informasjon om nøyaktig hvor en separasjon er oppstått.,09″>

Sammenfallende med noen bilder som er oppnådd via SEM, EDS kan brukes til å få grunnleggende informasjon om område av interesse.,

I noen spesielle situasjoner, kan det også være viktig å observere den «eksakte» orientering av elementer er oppdaget i en RED scan. Denne teknikken kalles Elementære Kartlegging og kan være veldig informativt når du avgjør
integritet av et lodd felles eller undersøke en fiasko.

Elemental kart fås for hvert element av interesse og bruk varierende farge intensitet for å visuelt vise konsentrasjoner av et bestemt element på tvers av området som undersøkes.,

I eksempelet nedenfor, grunnleggende kartlegging ble brukt på lodde felles av en kontakt eksempel å sørge for at de elementer som var tilstede, var i «riktig» sted.

Samlet, SEM/EDS er et meget effektivt redskap i analyse og kontroll av lodding og andre relaterte områder av pålitelighet.