Technologie zur Analyse von Leiterplattenfehlern (2）
Mikroskopische Infrarotanalyse
Die Mikroinfrarotanalyse ist eine Analysemethode, die das Infrarotspektrum mit einem Mikroskop kombiniert. Es verwendet das Prinzip der unterschiedlichen Absorption des Infrarotspektrums durch verschiedene Materialien (hauptsächlich organische Substanzen), analysiert die zusammengesetzte Zusammensetzung von Materialien und kombiniert das Mikroskop, um sichtbares und infrarotes Licht gleich zu machen. Der optische Weg, solange er sichtbar ist Sichtfeld kann Spuren organischer Schadstoffe finden, die analysiert werden sollen. Ohne die Kombination eines Mikroskops kann das Infrarotspektrum normalerweise nur Proben mit einem großen Probenvolumen analysieren. In vielen Fällen kann im elektronischen Prozess eine Spurenverschmutzung zu einer schlechten Lötbarkeit der Leiterplattenpads oder Bleistifte führen. Es ist denkbar, dass es schwierig ist, das Prozessproblem ohne das Infrarotspektrum des Mikroskops zu lösen. Der Hauptzweck der Mikroinfrarotanalyse besteht darin, die organischen Schadstoffe auf der geschweißten Oberfläche oder der Oberfläche der Verbindung zu analysieren und die Ursache für Korrosion oder schlechte Lötbarkeit zu analysieren.
Rasterelektronenmikroskopische Analyse
Das Rasterelektronenmikroskop (REM) ist eines der nützlichsten großräumigen elektronenmikroskopischen Bildgebungssysteme für die Fehleranalyse. Sein Arbeitsprinzip besteht darin, den von der Kathode emittierten Elektronenstrahl zu verwenden, um von der Anode beschleunigt und von einer magnetischen Linse fokussiert zu werden, um einen Strahl mit einem Durchmesser von mehreren zehn zu bilden. Unter der Ablenkung der Abtastspule beträgt der Elektronenstrahlstrom mehrere Tausend Angström (A) macht eine Punkt-für-Punkt-Abtastbewegung auf der Probenoberfläche in einer bestimmten zeitlichen und räumlichen Abfolge. Dieser hochenergetische Elektronenstrahl wird angeregt, wenn er auf die Probenoberfläche geschossen wird. Eine Vielzahl von Informationen wird erzeugt, und verschiedene entsprechende Grafiken können vom Bildschirm erhalten werden, nachdem sie gesammelt und vergrößert wurden. Auf der Probenoberfläche werden angeregte Sekundärelektronen im Bereich von 5-10 nm erzeugt. Daher können Sekundärelektronen die Morphologie der Probenoberfläche besser widerspiegeln, weshalb sie am häufigsten für die morphologische Beobachtung verwendet werden. und angeregte rückgestreute Elektronen werden auf der Probenoberfläche erzeugt. Im Bereich von 100 bis 1000 nm werden unterschiedliche Eigenschaften von rückgestreuten Elektronen emittiert, da die Ordnungszahl des Materials unterschiedlich ist. Daher weist das rückgestreute Elektronenbild morphologische Merkmale und die Fähigkeit auf, die Ordnungszahl zu unterscheiden. Daher kann das rückgestreute Elektronenbild chemische Elemente widerspiegeln. Verteilung der Inhaltsstoffe. Das derzeitige Rasterelektronenmikroskop ist sehr leistungsfähig, und jede Feinstruktur oder jedes Oberflächenmerkmal kann zur Beobachtung und Analyse auf Hunderttausende Male vergrößert werden.
In Bezug auf die Fehleranalyse von Leiterplatten oder Lötstellen wird SEM hauptsächlich zur Analyse des Fehlermechanismus verwendet. Insbesondere wird es verwendet, um die Morphologie der Oberfläche der Pads, die metallographische Struktur der Lötstellen, die Messung der Intermetallik und die lötbare Beschichtung zu beobachten. Analyse und Messung von Zinnwhisker. Im Gegensatz zu optischen Mikroskopen ist die Rasterelektronenmikroskopie ein elektronisches Bild, daher gibt es nur Schwarzweißfarben, und die Probe des Rasterelektronenmikroskops muss leitfähig sein, und Nichtleiter und einige Halbleiter müssen mit Gold oder Kohlenstoff besprüht werden. Andernfalls beeinflusst die Ansammlung von Ladung auf der Oberfläche der Probe die Beobachtung der Probe. Darüber hinaus ist die Schärfentiefe des REM-Bildes viel größer als die des optischen Mikroskops und eine wichtige Analysemethode für ungleichmäßige Proben wie metallografische Struktur, Mikroriss und Zinnwhisker.
Röntgenenergiespektrumanalyse
Die oben genannten SEMs sind im Allgemeinen mit Röntgenspektrometern ausgestattet. Wenn ein energiereicher Elektronenstrahl auf die Probenoberfläche trifft, werden die inneren Elektronen in den Atomen des Oberflächenmaterials bombardiert und entweichen. Wenn die äußeren Elektronen auf ein niedriges Energieniveau übergehen, werden charakteristische Röntgenstrahlen angeregt und die Eigenschaften der verschiedenen Atomenergieniveaus verschiedener Elemente emittiert. Röntgenstrahlen sind unterschiedlich, so dass charakteristische Röntgenstrahlen, die von einer Probe emittiert werden, als chemische Zusammensetzung analysiert werden können. Gleichzeitig werden gemäß der Erfassung von Röntgensignalen als charakteristische Wellenlängen oder charakteristische Energien die entsprechenden Instrumente als spektroskopisches dispersives Spektrometer (abgekürzt als Spektrometer, WDS) und energiedispersives Spektrometer (abgekürzt als Energiespektrometer, EDS) bezeichnet. Die Auflösung des Spektrometers ist höher als die des Spektrometers, die Analysegeschwindigkeit des Spektrometers ist schneller als die des Spektrometers. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der geringen Kosten des Energiespektrometers ist das allgemeine SEM mit einem Energiespektrometer konfiguriert.
Mit den verschiedenen Abtastmethoden des Elektronenstrahls kann das Spektrometer eine Oberflächenpunktanalyse, Linienanalyse und Oberflächenanalyse durchführen und Informationen über verschiedene Elementverteilungen erhalten. Die Punktanalyse erhält alle Elemente eines Punktes. Die Linienanalyse führt jeweils eine Elementanalyse für eine bestimmte Linie durch, und mehrere Scans erhalten Linienverteilungen aller Elemente. Die Flächenanalyse analysiert alle Elemente in einer bestimmten Oberfläche und der gemessene Elementgehalt ist der Durchschnitt des Messflächenbereichs.
Bei der Analyse von PCBs wird das Energiespektrometer hauptsächlich zur Komponentenanalyse der Oberfläche des Pads und zur Elementanalyse der Verunreinigung der Oberfläche des Pads und des Bleistifts mit schlechter Lötbarkeit verwendet. Die Genauigkeit der quantitativen Analyse des Energiespektrometers ist begrenzt, und der Gehalt unter 0,1% ist im Allgemeinen nicht leicht zu erfassen. Die Kombination von Energiespektroskopie und SEM kann gleichzeitig Informationen zur Oberflächenmorphologie und -zusammensetzung erhalten, weshalb sie weit verbreitet sind.