Технология анализа отказов печатных плат (2)
Микроскопический инфракрасный анализ
Микро-инфракрасный анализ - это метод анализа, который объединяет инфракрасный спектр с микроскопом. Он использует принцип различного поглощения инфракрасного спектра различными материалами (в основном, органическими веществами), анализирует состав материалов и объединяет микроскоп, чтобы сделать видимый и инфракрасный свет одинаковыми. Оптический путь, пока он находится в видимом поле зрения, можно найти следы органических загрязнителей для анализа. Без микроскопа обычно инфракрасный спектр может анализировать только образцы с большим объемом. Во многих случаях в электронном процессе следовое загрязнение может привести к плохой паяемости контактных площадок или выводов печатной платы. Возможно, что трудно решить проблему процесса без инфракрасного спектра микроскопа. Основной целью микроинфракрасного анализа является анализ органических загрязнителей на сварной поверхности или поверхности стыка, а также анализ причин коррозии или плохой паяемости.
Сканирующий электронный микроскоп
Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) - одна из наиболее полезных крупномасштабных систем электронной микроскопии для анализа отказов. Его принцип работы заключается в использовании электронного пучка, испускаемого катодом, для ускорения анодом и фокусировки магнитной линзой для формирования пучка диаметром несколько десятков к. При отклонении сканирующей катушки ток электронного пучка составляет несколько Тысяча Ангстрем (А) совершает точечное сканирование на поверхности образца в определенной временной и пространственной последовательности. Этот высокоэнергетический электронный пучок будет возбужден, когда его бомбардируют на поверхности образца. Разнообразная информация создается, и различные соответствующие графические изображения могут быть получены с экрана дисплея после сбора и увеличения. Возбужденные вторичные электроны генерируются в диапазоне 5-10 нм на поверхности образца. Следовательно, вторичные электроны могут лучше отражать морфологию поверхности образца, поэтому они чаще всего используются для морфологического наблюдения; и возбужденные обратно рассеянные электроны генерируются на поверхности образца. В диапазоне 100 ~ 1000 нм испускаются различные характеристики обратно рассеянных электронов, поскольку атомный номер материала различен. Следовательно, электронное изображение обратного рассеяния имеет морфологические особенности и способность различать атомный номер. Следовательно, обратно рассеянное электронное изображение может отражать химические элементы распределения ингредиентов. Современный сканирующий электронный микроскоп является очень мощным, и любую тонкую структуру или поверхностную характеристику можно увеличить до сотен тысяч раз для наблюдения и анализа.
С точки зрения анализа отказов печатных плат или паяных соединений, SEM в основном используется для анализа механизма отказов. В частности, он используется для наблюдения морфологии поверхности контактных площадок, металлографической структуры паяных соединений, измерения интерметаллидов и паяемого покрытия. Анализ и измерение оловянных усов. В отличие от оптических микроскопов, сканирующая электронная микроскопия является электронным изображением, поэтому существуют только черный и белый цвета, и образец сканирующего электронного микроскопа должен быть проводящим, а непроводники и некоторые полупроводники должны быть опрысканы золотом или углеродом, в противном случае накопление заряда на поверхности образца повлияет на наблюдение за образцом. Кроме того, глубина резкости изображения SEM намного больше, чем у оптического микроскопа, и это важный метод анализа для неровных образцов, таких как металлографическая структура, микроразрушение и оловянный усы.
Анализ энергетического спектра рентгеновских лучей
SEM, упомянутые выше, обычно оснащены рентгеновскими спектрометрами. Когда высокоэнергетический электронный пучок попадает на поверхность образца, внутренние электроны в атомах поверхностного материала бомбардируются и улетучиваются. Когда внешние электроны переходят на низкий энергетический уровень, характерные рентгеновские лучи возбуждаются, и излучаются характеристики различных уровней атомной энергии различных элементов. Рентгеновские лучи разные, поэтому характерные рентгеновские лучи, испускаемые из образца, могут быть проанализированы как химический состав. В то же время, согласно обнаружению рентгеновских сигналов в качестве характеристических длин волн или характеристических энергий, соответствующие приборы называются спектроскопическим дисперсионным спектрометром (сокращенно спектрометром, WDS) и энергодисперсионным спектрометром (сокращенно энергетическим спектрометром, EDS). Разрешение спектрометра выше, чем у спектрометра, скорость анализа спектрометра выше, чем у спектрометра. Из-за высокой скорости и низкой стоимости энергетического спектрометра, общий SEM сконфигурирован с энергетическим спектрометром.
С помощью различных методов сканирования электронного пучка спектрометр может выполнять точечный анализ поверхности, линейный анализ и анализ поверхности и может получать информацию о различных распределениях элементов. Точечный анализ получает все элементы точки; Линейный анализ выполняет анализ по одному элементу за указанную строку за раз, и при многократном сканировании получают линейные распределения всех элементов; При анализе области анализируются все элементы на указанной поверхности, а содержание измеряемого элемента представляет собой среднее значение диапазона области измерения.
При анализе печатных плат энергетический спектрометр в основном используется для компонентного анализа поверхности подложки и элементного анализа загрязнения на поверхности прокладки и свинцового штифта с плохой паяемостью. Точность количественного анализа энергетического спектрометра ограничена, и содержание ниже 0,1% обычно не легко обнаружить. Комбинация энергетической спектроскопии и СЭМ позволяет одновременно получать морфологию поверхности и информацию о составе, поэтому они широко используются.