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Tecnología de análisis de falla de PCB (2)

2020-03-11 13:53:24


Análisis infrarrojo microscópico.

El análisis por micro infrarrojo es un método de análisis que combina el espectro infrarrojo con un microscopio. Utiliza el principio de absorción diferente del espectro infrarrojo por diferentes materiales (principalmente sustancias orgánicas), analiza la composición compuesta de los materiales y combina el microscopio para hacer que la luz visible y la luz infrarroja sean la misma. campo de visión, puede encontrar trazas de contaminantes orgánicos para analizar. Sin la combinación de un microscopio, generalmente el espectro infrarrojo solo puede analizar muestras con un gran volumen de muestra. En muchos casos en el proceso electrónico, la contaminación por trazas puede conducir a una pobre capacidad de soldadura de las almohadillas de PCB o clavijas de plomo. Es concebible que sea difícil resolver el problema del proceso sin el espectro infrarrojo del microscopio. El objetivo principal del análisis por micro infrarrojo es analizar los contaminantes orgánicos en la superficie soldada o la superficie de la junta, y analizar la causa de la corrosión o la poca capacidad de soldadura.

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Análisis de microscopio electrónico de barrido

El microscopio electrónico de barrido (SEM) es uno de los sistemas de imágenes de microscopía electrónica a gran escala más útiles para el análisis de fallas. Su principio de funcionamiento es utilizar el haz de electrones emitido por el cátodo para ser acelerado por el ánodo y enfocado por una lente magnética para formar un haz con un diámetro de varias decenas a Bajo la desviación de la bobina de exploración, la corriente del haz de electrones de varios mil angstroms (A) realiza un movimiento de exploración punto por punto en la superficie de la muestra en una secuencia temporal y espacial determinada. Este haz de electrones de alta energía se excitará cuando sea bombardeado en la superficie de la muestra. Se produce una variedad de información y se pueden obtener varios gráficos correspondientes de la pantalla después de ser recopilados y ampliados. Los electrones secundarios excitados se generan en el rango de 5-10 nm en la superficie de la muestra. Por lo tanto, los electrones secundarios pueden reflejar mejor la morfología de la superficie de la muestra, por lo que se usan más comúnmente para la observación morfológica; y se generan electrones retrodispersados ​​excitados en la superficie de la muestra. En el rango de 100 ~ 1000 nm, se emiten diferentes características de los electrones retrodispersados ​​ya que el número atómico del material es diferente. Por lo tanto, la imagen de electrones retrodispersados ​​tiene características morfológicas y la capacidad de discriminar el número atómico. Por lo tanto, la imagen de electrones retrodispersados ​​puede reflejar elementos químicos Distribución de ingredientes. El microscopio electrónico de barrido actual es muy potente, y cualquier estructura fina o característica de superficie se puede ampliar a cientos de miles de veces para observación y análisis.

En términos de análisis de fallas de PCB o juntas de soldadura, SEM se utiliza principalmente para analizar el mecanismo de falla. Específicamente, se utiliza para observar la morfología de la superficie de las almohadillas, la estructura metalográfica de las juntas de soldadura, la medición de intermetálicos y el recubrimiento soldable. Análisis y medición de bigotes de estaño. A diferencia de los microscopios ópticos, la microscopía electrónica de barrido es una imagen electrónica, por lo que solo hay colores blanco y negro, y la muestra del microscopio electrónico de barrido debe ser conductora, y los no conductores y algunos semiconductores deben rociarse con oro o carbono, de lo contrario, la acumulación de carga en la superficie de la muestra afectará la Observación de la muestra. Además, la profundidad de campo de la imagen SEM es mucho mayor que la del microscopio óptico, y es un método de análisis importante para muestras irregulares como la estructura metalográfica, la microfractura y el bigote de estaño.

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Análisis del espectro de energía de rayos X

Los SEM mencionados anteriormente generalmente están equipados con espectrómetros de rayos X. Cuando un haz de electrones de alta energía golpea la superficie de la muestra, los electrones internos en los átomos del material de la superficie son bombardeados y escapan. Cuando los electrones externos pasan a un nivel de energía bajo, los rayos X característicos se excitan y se emiten las características de los diferentes niveles de energía atómica de los diferentes elementos. Los rayos X son diferentes, por lo que los rayos X característicos emitidos por una muestra pueden analizarse como una composición química. Al mismo tiempo, de acuerdo con la detección de señales de rayos X como longitudes de onda o energías características, los instrumentos correspondientes se denominan espectrómetro de dispersión espectroscópico (abreviado como espectrómetro, WDS) y espectrómetro de dispersión de energía (abreviado como espectrómetro de energía, EDS). La resolución del espectrómetro es más alta que la del espectrómetro, la velocidad de análisis del espectrómetro es más rápida que la del espectrómetro. Debido a la alta velocidad y al bajo costo del espectrómetro de energía, el SEM general está configurado con un espectrómetro de energía.


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Con los diferentes métodos de exploración del haz de electrones, el espectrómetro puede realizar análisis de puntos de superficie, análisis de líneas y análisis de superficie, y puede obtener información sobre diferentes distribuciones de elementos. El análisis de puntos obtiene todos los elementos de un punto; el análisis de línea realiza un análisis de elemento en una línea específica a la vez, y múltiples escaneos obtienen distribuciones de línea de todos los elementos; El análisis de área analiza todos los elementos en una superficie específica, y el contenido del elemento medido es el promedio del rango del área de medición.

En el análisis de PCB, el espectrómetro de energía se utiliza principalmente para el análisis de componentes de la superficie de la almohadilla y el análisis de elementos de la contaminación en la superficie de la almohadilla y el pasador de plomo con poca capacidad de soldadura. La precisión del análisis cuantitativo del espectrómetro de energía es limitada, y el contenido por debajo del 0.1% generalmente no es fácil de detectar. La combinación de espectroscopía de energía y SEM puede obtener simultáneamente información sobre la morfología de la superficie y la composición, por lo que se utilizan ampliamente.