Применение сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) в анализе отказов
Аббревиатура сканирующего электронного микроскопа — сканирующий электронный микроскоп, а английская аббревиатура — SEM. Он использует тонко сфокусированный электронный пучок для бомбардировки поверхности образца, а также наблюдает и анализирует морфологию поверхности или излома образца посредством вторичных электронов и обратно рассеянных электронов, генерируемых взаимодействием между электронами и образцом.
При анализе отказов SEM имеет широкий спектр сценариев применения и играет ключевую роль в определении режима анализа отказов и поиске причин отказа.
Принцип работы
Глубина резкости сканирующего электронного микроскопа в 10 раз больше, чем у просвечивающего электронного микроскопа, и в сотни раз больше, чем у оптического микроскопа. Благодаря большой глубине резкости изображения сканированное электронное изображение наполнено трехмерностью и имеет трехмерную форму. Предоставляет больше информации, чем другие микроскопы.
электронный сигнал
Вторичные электроны (SEI) относятся к внеядерным электронам, бомбардируемым падающими электронами. В основном он исходит из мелкой области на расстоянии менее 10 нм от поверхности, которая может эффективно отображать микроскопическую топографию поверхности образца, мало коррелирует с атомным номером и обычно используется для характеристики топографии поверхности образца.
Обратнорассеянные электроны (BEI) относятся к электронам высокой энергии, которые снова покидают поверхность образца после того, как падающие электроны взаимодействуют с образцом. По сравнению с вторичными электронами обратнорассеянные электроны положительно коррелируют с атомным номером образца, а глубина сбора более глубокая, в основном используется для отражения элементных характеристик образца.
класс знаний
В: Что такое анализ отказов?
A: Так называемый анализ отказа основан на явлении отказа путем сбора информации, визуального осмотра, проверки электрических характеристик и т. д., чтобы определить место отказа и возможный вид отказа, то есть место отказа;
Затем, в зависимости от режима отказа, применяется ряд методов анализа для проведения анализа причин и проверки первопричин;
Наконец, в соответствии с данными испытаний, полученными в процессе анализа, подготавливается отчет об анализе и выдвигаются предложения по улучшению.
Случаи применения практического анализа
1. Наблюдение и измерение интерметаллического соединения IMC
Сварка должна опираться на слой сплава, сформированный на поверхности соединения, то есть на слой IMC, для достижения требований к прочности соединения. Образующийся в результате диффузии ИМС имеет множество форм роста, которые оказывают уникальное влияние на физические и химические свойства соединения, особенно на механические свойства и коррозионную стойкость. Кроме того, если IMC слишком толстый или слишком тонкий, это повлияет на прочность сварки.
2. Наблюдение и измерение богатого фосфором слоя
Для колодок, обработанных химическим никелевым золотом (ENIG), после того, как Ni участвует в легировании, избыточный фосфор будет обогащаться и концентрироваться на краю слоя сплава, образуя слой, богатый фосфором. Если слой, богатый фосфором, достаточно толстый, надежность паяных соединений будет сильно снижена.
3. Анализ разрушения металла
Через форму трещины анализируются некоторые основные проблемы разрушения: такие как происхождение разрушения, свойство разрушения, вид разрушения, механизм разрушения, вязкость разрушения, напряженное состояние в процессе разрушения и скорость роста трещины. Анализ разрушения стал важным методом анализа отказов металлических компонентов.
4. Наблюдение явления коррозии никеля (черная пластина)
С поверхности излома наблюдаются коррозионные трещины (грязевые трещины) и поверхность слоя никеля после вскрытия золота, а также большое количество черных пятен и трещин, что является коррозией никеля. Наблюдая за морфологией сечения слоя никеля, можно наблюдать непрерывную коррозию никеля, что еще раз подтверждает, что пластина с плохой свариваемостью имеет явление коррозии никеля, а рост IMC в месте коррозии никеля является ненормальным, что приводит к плохой свариваемости.
