Technologie voor foutanalyse van PCB's (2）
Microscopische infraroodanalyse
Micro-infraroodanalyse is een analysemethode die infraroodspectrum combineert met een microscoop. Het maakt gebruik van het principe van verschillende absorptie van infraroodspectrum door verschillende materialen (voornamelijk organische stoffen), analyseert de samengestelde samenstelling van materialen en combineert de microscoop om zichtbaar en infrarood licht hetzelfde te maken. Het optische pad, zolang het maar in het zichtbare is gezichtsveld, kan sporen van organische verontreinigende stoffen vinden om te analyseren. Zonder de combinatie van een microscoop kan het infraroodspectrum meestal alleen monsters met een groot monstervolume analyseren. In veel gevallen in het elektronische proces kan spoorvervuiling leiden tot een slechte soldeerbaarheid van de printplaatpads of loden pinnen. Het is denkbaar dat het procesprobleem moeilijk op te lossen is zonder het infraroodspectrum van de microscoop. Het belangrijkste doel van micro-infraroodanalyse is om de organische verontreinigende stoffen op het gelaste oppervlak of het oppervlak van de verbinding te analyseren en de oorzaak van corrosie of slechte soldeerbaarheid te analyseren.
Scanning elektronenmicroscoopanalyse
Scanning-elektronenmicroscoop (SEM) is een van de meest bruikbare grootschalige elektronenmicroscopie-beeldvormingssystemen voor foutanalyse. Het werkingsprincipe is om de door de kathode uitgezonden elektronenbundel te gebruiken om te worden versneld door de anode en gefocust door een magnetische lens om een bundel te vormen met een diameter van enkele tientallen tot onder de afbuiging van de scanspoel, de elektronenbundelstroom van verschillende duizend angstroms (A) maakt een punt-voor-punt scanbeweging op het monsteroppervlak in een bepaalde tijd- en ruimtevolgorde. Deze hoogenergetische elektronenbundel wordt geëxciteerd wanneer deze wordt beschoten op het monsteroppervlak. Er wordt een verscheidenheid aan informatie geproduceerd en verschillende overeenkomstige afbeeldingen kunnen worden verkregen van het beeldscherm nadat ze zijn verzameld en vergroot. Opgewonden secundaire elektronen worden gegenereerd in het bereik van 5-10 nm op het monsteroppervlak. Daarom kunnen secundaire elektronen de morfologie van het monsteroppervlak beter weerspiegelen, daarom worden ze het meest gebruikt voor morfologische observatie; en opgewonden terug verstrooide elektronen worden gegenereerd op het monsteroppervlak. In het bereik van 100 ~ 1000 nm worden verschillende kenmerken van terugverstrooide elektronen uitgezonden omdat het atoomnummer van het materiaal anders is. Daarom heeft het terug verstrooide elektronenbeeld morfologische kenmerken en het vermogen om het atoomnummer te onderscheiden. Daarom kan het verstrooide elektronenbeeld chemische elementen weerspiegelen Verdeling van ingrediënten. De huidige scanning-elektronenmicroscoop is zeer krachtig en elke fijne structuur of oppervlaktefunctie kan worden vergroot tot honderdduizenden keren voor observatie en analyse.
In termen van faalanalyse van PCB's of soldeerverbindingen wordt SEM voornamelijk gebruikt om het faalmechanisme te analyseren. Het wordt met name gebruikt om de morfologie van het oppervlak van de pads, de metallografische structuur van de soldeerverbindingen, de meting van intermetallics en de soldeerbare coating te observeren. Analyse en meting van tinnen bakkebaard. In tegenstelling tot optische microscopen is scanning-elektronenmicroscopie een elektronisch beeld, dus er zijn alleen zwart-witte kleuren en het monster van de scanning-elektronenmicroscoop moet geleidend zijn, en niet-geleiders en sommige halfgeleiders moeten worden bespoten met goud of koolstof, anders zal de ophoping van lading op het oppervlak van het monster de waarneming van het monster beïnvloeden. Bovendien is de scherptediepte van het SEM-beeld veel groter dan die van de optische microscoop, en het is een belangrijke analysemethode voor ongelijke monsters zoals metallografische structuur, microfractuur en tinbakkebaard.
Röntgen-energiespectrumanalyse
De bovengenoemde SEM's zijn over het algemeen uitgerust met röntgenspectrometers. Wanneer een hoogenergetische elektronenbundel het monsteroppervlak raakt, worden de binnenste elektronen in de atomen van het oppervlaktemateriaal gebombardeerd en ontsnapt. Wanneer de buitenste elektronen overgaan naar een laag energieniveau, worden karakteristieke röntgenstralen geëxciteerd en worden de kenmerken van de verschillende atoomenergieniveaus van verschillende elementen uitgezonden. Röntgenstralen zijn verschillend, dus karakteristieke röntgenstralen die door een monster worden uitgezonden, kunnen als een chemische samenstelling worden geanalyseerd. Tegelijkertijd worden de corresponderende instrumenten, volgens de detectie van röntgensignalen als karakteristieke golflengten of karakteristieke energieën, spectroscopische dispersieve spectrometer genoemd (afgekort als spectrometer, WDS) en energiedispersieve spectrometer (afgekort als energiespectrometer, EDS). De resolutie van de spectrometer is hoger dan de spectrometer, de analysesnelheid van de spectrometer is sneller dan die van de spectrometer. Vanwege de hoge snelheid en lage kosten van de energiespectrometer is de algemene SEM geconfigureerd met een energiespectrometer.
Met de verschillende scanmethoden van de elektronenbundel kan de spectrometer oppervlaktepuntanalyse, lijnanalyse en oppervlakteanalyse uitvoeren en informatie verkrijgen over verschillende elementverdelingen. Puntanalyse verkrijgt alle elementen van een punt; lijnanalyse voert één elementanalyse uit op een gespecificeerde lijn tegelijk, en meerdere scans verkrijgen lijnverdelingen van alle elementen; gebiedsanalyse analyseert alle elementen in een gespecificeerd oppervlak en de gemeten elementinhoud is het gemiddelde van het meetgebiedbereik.
Bij de analyse van PCB's wordt de energiespectrometer voornamelijk gebruikt voor de componentenanalyse van het oppervlak van de pad en de elementanalyse van de vervuiling op het oppervlak van de pad en de loden pin met een slechte soldeerbaarheid. De nauwkeurigheid van de kwantitatieve analyse van de energiespectrometer is beperkt en het gehalte onder 0,1% is over het algemeen niet eenvoudig te detecteren. De combinatie van energiespectroscopie en SEM kan tegelijkertijd oppervlaktemorfologie en compositie-informatie verkrijgen, daarom worden ze veel gebruikt.