PCB 고장 분석 기술 (2)
현미경 적외선 분석
마이크로 적외선 분석은 적외선 스펙트럼과 현미경을 결합한 분석 방법입니다. 그것은 다른 물질 (주로 유기 물질)에 의한 적외선 스펙트럼의 다른 흡수 원리를 사용하고, 물질의 화합물 조성을 분석하며, 가시광 선과 적외선을 동일하게 만들기 위해 현미경을 결합합니다. 시야, 분석 할 미량 유기 오염 물질을 찾을 수 있습니다. 현미경을 사용하지 않으면 일반적으로 적외선 스펙트럼은 많은 양의 샘플 만 분석 할 수 있습니다. 전자 공정에서 많은 경우 미량의 오염으로 인해 PCB 패드 또는 리드 핀의 납땜 성이 떨어질 수 있습니다. 현미경의 적외선 스펙트럼없이 공정 문제를 해결하는 것이 어렵다는 것을 생각할 수있다. 마이크로 적외선 분석의 주요 목적은 용접 표면 또는 조인트 표면의 유기 오염 물질을 분석하고 부식의 원인 또는 불량한 납땜 성을 분석하는 것입니다.
주사 전자 현미경 분석
주사 전자 현미경 (SEM)은 고장 분석에 가장 유용한 대규모 전자 현미경 이미징 시스템 중 하나입니다. 그 작동 원리는 음극에 의해 방출 된 전자빔을 양극에 의해 가속시키고 자기 렌즈에 의해 포커싱하여 직경이 수십의 직경을 갖는 빔을 형성하는 것이다. 천 옹스트롬 (A)은 특정 시간 및 공간 순서로 샘플 표면에서 포인트 단위 스캔 이동을 만듭니다. 이 고 에너지 전자 빔은 샘플 표면에 충격을 가하면 자극됩니다. 다양한 정보가 생성되고, 수집 및 확대 된 후 디스플레이 스크린으로부터 다양한 대응하는 그래픽이 획득 될 수있다. 여기 된 2 차 전자는 샘플 표면에서 5-10 nm의 범위에서 생성됩니다. 따라서 2 차 전자는 시료 표면의 형태를 더 잘 반영 할 수 있으므로 형태 학적 관찰에 가장 일반적으로 사용됩니다. 여기 된 산란 된 전자가 샘플 표면에서 생성된다. 100 ~ 1000nm의 범위에서, 물질의 원자 번호가 다르기 때문에 후방 산란 전자의 다른 특성이 방출됩니다. 따라서, 후방 산란 전자 이미지는 형태 학적 특징 및 원자 번호를 식별하는 능력을 갖는다. 따라서, 후방 산란 전자 이미지는 화학 성분의 성분 분포를 반영 할 수있다. 현재 주사 전자 현미경은 매우 강력하며, 관찰 및 분석을 위해 미세한 구조 또는 표면 특징을 수십만 배로 확대 할 수 있습니다.
PCB 또는 솔더 조인트의 고장 분석 측면에서 SEM은 주로 고장 메커니즘을 분석하는 데 사용됩니다. 특히, 패드 표면의 형태, 솔더 조인트의 금속 구조, 금속 간 측정 및 솔더링 가능한 코팅을 관찰하는 데 사용됩니다. 주석 위스커의 분석 및 측정. 광학 현미경과 달리 주사 전자 현미경은 전자 이미지이므로 흑백 만 있으며 주사 전자 현미경의 샘플은 전도성이 필요하고 비전 도체와 일부 반도체에는 금 또는 탄소를 뿌려야합니다. 그렇지 않으면 시료 표면의 전하 축적이 시료 관찰에 영향을 미칩니다. 또한, SEM 이미지의 피사계 심도는 광학 현미경의 피사계 심도보다 훨씬 크며, 금속 조직, 미세 골절 및 주석 위스커와 같은 고르지 않은 샘플의 중요한 분석 방법입니다.
X 선 에너지 스펙트럼 분석
상기 언급 된 SEM에는 일반적으로 X- 선 분광기가 장착되어있다. 고 에너지 전자 빔이 샘플 표면에 부딪 치면 표면 재료 원자의 내부 전자가 충격을 받고 빠져 나옵니다. 외부 전자가 낮은 에너지 레벨로 전이 될 때, 특징적인 X- 선이 여기되고, 상이한 원소의 상이한 원자 에너지 레벨의 특성이 방출된다. 엑스레이는 다르므로 시료에서 방출되는 특징적인 엑스레이는 화학 성분으로 분석 할 수 있습니다. 동시에, 특성 파장 또는 특성 에너지로서 X- 선 신호의 검출에 따라, 대응하는기구를 분광 분산 분광계 (분광계, WDS로 약칭 함) 및 에너지 분산 분광계 (에너지 분광계, EDS로 약칭 함)라고한다. 분광계의 분해능이 분광계보다 높고 분광계의 분석 속도가 분광계보다 빠릅니다. 에너지 분광계의 빠른 속도와 저렴한 비용으로 인해 일반적인 SEM은 에너지 분광계로 구성됩니다.
전자빔의 상이한 스캐닝 방법으로, 분광계는 표면 점 분석, 라인 분석 및 표면 분석을 수행 할 수 있고, 상이한 원소 분포에 대한 정보를 얻을 수있다. 점 분석은 점의 모든 요소를 얻습니다. 라인 분석은 한 번에 지정된 라인에 대해 하나의 요소 분석을 수행하며 여러 스캔은 모든 요소의 라인 분포를 얻습니다. 면적 분석은 지정된 표면의 모든 원소를 분석하며 측정 된 원소 함량은 측정 면적 범위의 평균입니다.
PCB 분석에서 에너지 분광계는 주로 패드 표면의 구성 요소 분석 및 패드 표면과 리드 핀의 오염에 대한 요소 분석에 열악한 납땜 성이 사용됩니다. 에너지 분광계의 정량 분석의 정확도는 제한적이며 0.1 % 미만의 함량은 일반적으로 감지하기 쉽지 않습니다. 에너지 분광법과 SEM의 조합은 표면 형태와 조성 정보를 동시에 얻을 수 있기 때문에 널리 사용됩니다.