Zastosowanie skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) w analizie defektów
Skrót skaningowego mikroskopu elektronowego to skaningowy mikroskop elektronowy, w skrócie SEM. Wykorzystuje drobno skupioną wiązkę elektronów do bombardowania powierzchni próbki oraz obserwuje i analizuje morfologię powierzchni lub pęknięć próbki poprzez elektrony wtórne, elektrony rozproszone wstecznie itp. generowane przez interakcję między elektronami a próbką.
W analizie awarii SEM ma szeroki zakres scenariuszy zastosowań, odgrywając kluczową rolę w określaniu trybów analizy awarii i identyfikowaniu przyczyn awarii.
Główne scenariusze zastosowania SEM w analizie awarii to:
P: Co to jest analiza awarii?
Odp.: Tak zwana analiza awarii opiera się na zjawiskach awarii, poprzez zbieranie informacji, oględziny i testy wydajności elektrycznej, w celu określenia miejsca awarii i możliwych trybów awarii, czyli lokalizacji awarii;
Następnie przyjmuje się szereg metod analitycznych w celu przeprowadzenia analizy przyczyn źródłowych i weryfikacji przyczyn źródłowych dla trybu awarii;
Na koniec, w oparciu o dane testowe uzyskane w procesie analizy, przygotuj raport z analizy i zaproponuj sugestie ulepszeń.
Analiza praktyczna i przypadki zastosowania
1. Obserwacja i pomiar związku międzymetalicznego IMC
Spawanie opiera się na warstwie stopu powstałej na powierzchni złącza, czyli warstwie IMC, w celu uzyskania wymaganej wytrzymałości połączenia. IMC powstały w wyniku dyfuzji ma różnorodne formy wzrostu, które mają unikalny wpływ na właściwości fizyczne i chemiczne, zwłaszcza odporność mechaniczną i korozyjną złącza. Ponadto zarówno zbyt gruby, jak i zbyt cienki IMC może wpływać na wytrzymałość spawania.
2. Obserwacja i pomiar warstwy bogatej w fosfor
Po obróbce chemicznym złotem niklowym (ENIG) pola lutownicze będą gromadzić nadmiar fosforu na krawędzi warstwy stopu, gdy Ni weźmie udział w tworzeniu stopu, tworząc warstwę bogatą w fosfor. Jeśli bogata warstwa fosforu jest wystarczająco gruba, niezawodność połączeń lutowanych zostanie znacznie zmniejszona.
3. Analiza pękania metali
Przeanalizuj niektóre podstawowe zagadnienia związane z pękaniem poprzez morfologię powierzchni pęknięcia, takie jak przyczyna pęknięcia, właściwości pęknięcia, rodzaj pęknięcia, mechanizm pęknięcia, odporność na pękanie, stan naprężeń podczas procesu pękania i szybkość propagacji pęknięcia. Analiza pęknięć stała się ważnym sposobem analizy uszkodzeń komponentów metalowych.
4. Obserwacja zjawiska korozji niklu (czarna płytka).
Obserwacja pęknięć korozyjnych (pęknięć błotnych) na powierzchni pęknięcia oraz obecność licznych czarnych plam i pęknięć na powierzchni warstwy niklu po odpędzeniu złota wskazuje na korozję niklu. Obserwując morfologię przekroju warstwy niklu można zaobserwować ciągłą korozję niklu, co dodatkowo potwierdza istnienie zjawiska korozji niklu w słabo lutowanej płycie oraz nieprawidłowy wzrost IMC w obszarze korozji niklu, co skutkuje słabą spawalnością.
