Tecnologia di analisi guasti PCB (2）
Analisi al microscopio a infrarossi
L'analisi a micro infrarossi è un metodo di analisi che combina lo spettro infrarosso con un microscopio. Utilizza il principio del diverso assorbimento dello spettro infrarosso da parte di materiali diversi (principalmente sostanze organiche), analizza la composizione composta dei materiali e combina il microscopio per rendere la luce visibile e infrarossa uguale Il percorso ottico, purché sia visibile campo visivo, può trovare tracce di inquinanti organici da analizzare. Senza la combinazione di un microscopio, di solito lo spettro infrarosso può analizzare solo campioni con un grande volume di campione. In molti casi nel processo elettronico, l'inquinamento da traccia può portare a una scarsa saldabilità dei pad PCB o dei pin di piombo. È ipotizzabile che sia difficile risolvere il problema di processo senza lo spettro infrarosso del microscopio. Lo scopo principale dell'analisi a micro infrarossi è analizzare gli inquinanti organici sulla superficie saldata o sulla superficie del giunto e analizzare la causa della corrosione o della scarsa saldabilità.
Analisi al microscopio elettronico a scansione
Il microscopio elettronico a scansione (SEM) è uno dei sistemi di imaging per microscopia elettronica su larga scala più utili per l'analisi dei guasti. Il suo principio di funzionamento è quello di utilizzare il fascio di elettroni emesso dal catodo per essere accelerato dall'anodo e focalizzato da una lente magnetica per formare un fascio con un diametro di diverse decine. Sotto la deflessione della bobina di scansione, la corrente del fascio di elettroni di diversi mille angstrom (A) eseguono un movimento di scansione punto per punto sulla superficie del campione in una determinata sequenza temporale e spaziale. Questo fascio di elettroni ad alta energia sarà eccitato quando viene bombardato sulla superficie del campione. Viene prodotta una varietà di informazioni, e varie grafiche corrispondenti possono essere ottenute dallo schermo dopo essere state raccolte e ingrandite. Elettroni secondari eccitati vengono generati nell'intervallo di 5-10 nm sulla superficie del campione. Pertanto, gli elettroni secondari possono riflettere meglio la morfologia della superficie del campione, quindi sono più comunemente usati per l'osservazione morfologica; e gli elettroni retrodiffusi eccitati vengono generati sulla superficie del campione. Nell'intervallo 100 ~ 1000nm, vengono emesse diverse caratteristiche degli elettroni retrodiffusi poiché il numero atomico del materiale è diverso. Pertanto, l'immagine dell'elettrone retrodiffuso ha caratteristiche morfologiche e la capacità di discriminare il numero atomico. Pertanto, l'immagine dell'elettrone retrodiffuso può riflettere elementi chimici. Distribuzione degli ingredienti. L'attuale microscopio elettronico a scansione è molto potente e qualsiasi struttura fine o caratteristica della superficie può essere ingrandita a centinaia di migliaia di volte per l'osservazione e l'analisi.
In termini di analisi dei guasti di PCB o giunti saldati, SEM viene utilizzato principalmente per analizzare il meccanismo di guasto. In particolare, viene utilizzato per osservare la morfologia della superficie dei cuscinetti, la struttura metallografica dei giunti saldati, la misurazione degli intermetallici e il rivestimento saldabile. Analisi e misurazione del baffo di stagno. A differenza dei microscopi ottici, la microscopia elettronica a scansione è un'immagine elettronica, quindi ci sono solo colori in bianco e nero e il campione del microscopio elettronico a scansione deve essere conduttivo e i non conduttori e alcuni semiconduttori devono essere spruzzati con oro o carbonio, altrimenti l'accumulo di carica sulla superficie del campione influirà sull'osservazione del campione. Inoltre, la profondità di campo dell'immagine SEM è molto più grande di quella del microscopio ottico ed è un importante metodo di analisi per campioni irregolari come la struttura metallografica, la micro frattura e il baffo di stagno.
Analisi dello spettro di energia dei raggi X.
I SEM sopra menzionati sono generalmente dotati di spettrometri a raggi X. Quando un fascio di elettroni ad alta energia colpisce la superficie del campione, gli elettroni interni negli atomi del materiale superficiale vengono bombardati e sfuggiti. Quando gli elettroni esterni passano a un livello di energia basso, i raggi X caratteristici vengono eccitati e vengono emesse le caratteristiche dei diversi livelli di energia atomica di diversi elementi. I raggi X sono diversi, quindi i raggi X caratteristici emessi da un campione possono essere analizzati come una composizione chimica. Allo stesso tempo, in base al rilevamento di segnali a raggi X come lunghezze d'onda o energie caratteristiche, gli strumenti corrispondenti sono chiamati spettrometro dispersivo spettroscopico (abbreviato come spettrometro, WDS) e spettrometro dispersivo dell'energia (abbreviato come spettrometro energetico, EDS). La risoluzione dello spettrometro è maggiore dello spettrometro, la velocità di analisi dello spettrometro è più veloce dello spettrometro. A causa della velocità elevata e del basso costo dello spettrometro energetico, il SEM generale è configurato con uno spettrometro energetico.
Con i diversi metodi di scansione del fascio di elettroni, lo spettrometro può eseguire analisi del punto di superficie, analisi di linea e analisi di superficie e può ottenere informazioni su diverse distribuzioni di elementi. L'analisi del punto ottiene tutti gli elementi di un punto; l'analisi della linea esegue un'analisi di un elemento su una riga specificata alla volta e più scansioni ottengono distribuzioni di linea di tutti gli elementi; l'analisi dell'area analizza tutti gli elementi in una superficie specificata e il contenuto dell'elemento misurato è la media dell'intervallo dell'area di misurazione.
Nell'analisi dei PCB, lo spettrometro di energia viene utilizzato principalmente per l'analisi dei componenti della superficie del pad e per l'analisi dell'elemento della contaminazione sulla superficie del pad e del pin di piombo con scarsa saldabilità. L'accuratezza dell'analisi quantitativa dello spettrometro energetico è limitata e il contenuto inferiore allo 0,1% non è generalmente facile da rilevare. La combinazione di spettroscopia energetica e SEM può ottenere simultaneamente informazioni sulla morfologia superficiale e sulla composizione, motivo per cui sono ampiamente utilizzate.