Technologie analýzy poruch PCB (2）
Mikroskopická infračervená analýza
Mikro-infračervená analýza je analytická metoda, která kombinuje infračervené spektrum s mikroskopem. Využívá princip různé absorpce infračerveného spektra různými materiály (hlavně organickými látkami), analyzuje složení sloučenin materiálů a kombinuje mikroskop pro zviditelnění viditelného a infračerveného světla. Optická cesta, pokud je ve viditelném zorné pole, lze najít stopy organických polutantů, které mají být analyzovány. Bez kombinace mikroskopu může infračervené spektrum obvykle analyzovat pouze vzorky s velkým objemem vzorku. V mnoha případech v elektronickém procesu může stopové znečištění vést ke špatné pájitelnosti destiček PCB nebo olověných kolíků. Je možné si představit, že je obtížné vyřešit procesní problém bez infračerveného spektra mikroskopu. Hlavním účelem mikro-infračervené analýzy je analyzovat organické znečišťující látky na svařovaném povrchu nebo na povrchu spoje a analyzovat příčinu koroze nebo špatné pájitelnosti.
Analýza skenovacího elektronového mikroskopu
Skenovací elektronový mikroskop (SEM) je jedním z nejužitečnějších zobrazovacích systémů elektronové mikroskopie pro analýzu poruch. Jeho fungujícím principem je použití elektronového paprsku vyzařovaného katodou k urychlení anodou a zaostření magnetickou čočkou k vytvoření paprsku o průměru několika desítek. Při průhybu skenovací cívky je proud elektronového paprsku několik tisíc angstromů (A) provádí skenovací pohyb bod po bodu na povrchu vzorku v určité časové a prostorové sekvenci. Tento vysokoenergetický elektronový paprsek bude vzrušený, když bude bombardován na povrchu vzorku. Vyrábí se celá řada informací a po shromáždění a zvětšení lze na displeji získat různé odpovídající grafiky. Vzrušené sekundární elektrony jsou generovány v rozsahu 5-10 nm na povrchu vzorku. Proto sekundární elektrony mohou lépe odrážet morfologii povrchu vzorku, takže se nejčastěji používají pro morfologické pozorování; a excitované zpětně rozptýlené elektrony jsou generovány na povrchu vzorku. V rozmezí 100 - 1000 nm jsou emitovány různé charakteristiky zpětně rozptýlených elektronů, protože atomové číslo materiálu je odlišné. Proto zpětně rozptýlený elektronový obraz má morfologické vlastnosti a schopnost rozlišovat atomové číslo. Proto může zpětně rozptýlený elektronový obraz odrážet chemické prvky Distribuce složek. Současný rastrovací elektronový mikroskop je velmi výkonný a jakoukoli jemnou strukturu nebo povrchový prvek lze pro pozorování a analýzu zvětšit až stotisíckrát.
Pokud jde o analýzu poruch PCB nebo pájených spojů, používá se SEM hlavně k analýze mechanismu selhání. Konkrétně se používá k pozorování morfologie povrchu vycpávek, metalografické struktury pájených spojů, měření intermetaliky a pájitelného povlaku. Analýza a měření vousů cínu. Na rozdíl od optických mikroskopů je skenovací elektronová mikroskopie elektronický obraz, takže existují pouze černé a bílé barvy a vzorek skenovacího elektronového mikroskopu musí být vodivý a nevodiče a některé polovodiče musí být stříkány zlatem nebo uhlíkem, v opačném případě nahromadění náboje na povrchu vzorku ovlivní pozorování vzorku. Kromě toho je hloubka ostrosti obrazu SEM mnohem větší než hloubka optického mikroskopu a je to důležitá metoda analýzy pro nerovnoměrné vzorky, jako je metalografická struktura, mikro zlomenina a cínový vous.
Analýza rentgenového energetického spektra
Výše uvedené SEM jsou obecně vybaveny rentgenovými spektrometry. Když vysokoenergetický elektronový paprsek zasáhne povrch vzorku, jsou vnitřní elektrony v atomech povrchového materiálu bombardovány a unikly. Když vnější elektrony přecházejí na nízkou energetickou hladinu, jsou excitovány charakteristické rentgenové paprsky a jsou emitovány charakteristiky různých úrovní atomové energie různých prvků. Rentgenové paprsky jsou různé, takže charakteristické rentgenové paprsky emitované ze vzorku lze analyzovat jako chemické složení. Současně, podle detekce rentgenových signálů jako charakteristických vlnových délek nebo charakteristických energií, se odpovídající přístroje nazývají spektroskopický disperzní spektrometr (zkrácený jako spektrometr, WDS) a energetický disperzní spektrometr (zkráceně energetický spektrometr, EDS). Rozlišení spektrometru je vyšší než spektrometr, rychlost analýzy spektrometru je rychlejší než spektrometr. Vzhledem k vysoké rychlosti a nízkým nákladům na energetický spektrometr je obecná SEM konfigurována s energetickým spektrometrem.
S různými skenovacími metodami elektronového paprsku může spektrometr provádět analýzu povrchových bodů, liniové analýzy a povrchové analýzy a může získat informace o různých distribucích prvků. Bodová analýza získá všechny prvky bodu; lineová analýza provádí analýzu jednoho prvku na určeném řádku najednou a více skenů získává distribuci linek všech prvků; analýza plochy analyzuje všechny prvky na specifikovaném povrchu a obsah měřeného prvku je Průměr rozsahu oblasti měření.
Při analýze PCB se energetický spektrometr používá hlavně pro analýzu složek povrchu podložky a analýzu prvků kontaminace na povrchu podložky a olověného kolíku se špatnou pájitelností. Přesnost kvantitativní analýzy energetického spektrometru je omezená a obsah pod 0,1% není obecně snadné detekovat. Kombinace energetické spektroskopie a SEM může současně získat informace o povrchové morfologii a složení, proto jsou široce využívány.