失(shi)(shi)效分(fen)析(xi)是一門(men)發展(zhan)中的新興學科,近年開(kai)始(shi)從(cong)軍(jun)工向普通(tong)(tong)企(qi)業普及。它(ta)一般根據失(shi)(shi)效模式(shi)和現象(xiang),通(tong)(tong)過(guo)分(fen)析(xi)和驗證(zheng),模擬重(zhong)現失(shi)(shi)效的現象(xiang),找出失(shi)(shi)效的原因,挖掘出失(shi)(shi)效的機理的活(huo)動。在提高產品質量,技術開(kai)發、改進(jin),產品修(xiu)復及仲裁失(shi)(shi)效事故等(deng)方(fang)面具有(you)很(hen)強的實際意義。其方(fang)法分(fen)為有(you)損(sun)分(fen)析(xi),無損(sun)分(fen)析(xi),物理分(fen)析(xi),化學分(fen)析(xi)等(deng)。
1. 外觀檢查
外(wai)(wai)(wai)觀檢(jian)查就是目(mu)測或(huo)利用一(yi)些簡(jian)單儀器,如(ru)立(li)體顯(xian)(xian)微鏡、金相顯(xian)(xian)微鏡甚至(zhi)放(fang)大鏡等工(gong)具檢(jian)查PCB的(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)(wai)觀,尋(xun)找失(shi)(shi)(shi)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)部(bu)位(wei)和相關的(de)(de)(de)(de)物證,主要的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用就是失(shi)(shi)(shi)效(xiao)定位(wei)和初步(bu)判斷PCB的(de)(de)(de)(de)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)模式。外(wai)(wai)(wai)觀檢(jian)查主要檢(jian)查PCB的(de)(de)(de)(de)污染、腐(fu)蝕、爆板的(de)(de)(de)(de)位(wei)置、電路布線以及失(shi)(shi)(shi)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)規律性、如(ru)是批次的(de)(de)(de)(de)或(huo)是個(ge)別,是不是總是集(ji)中在某個(ge)區域等等。另(ling)外(wai)(wai)(wai),有許多PCB的(de)(de)(de)(de)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)是在組裝(zhuang)成PCBA后才發現,是不是組裝(zhuang)工(gong)藝過(guo)程(cheng)以及過(guo)程(cheng)所用材料的(de)(de)(de)(de)影響導致的(de)(de)(de)(de)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)也需(xu)要仔(zi)細檢(jian)查失(shi)(shi)(shi)效(xiao)區域的(de)(de)(de)(de)特征。
2. X射線透視檢查(cha)
對(dui)于某些不(bu)能通(tong)過外觀檢(jian)查(cha)(cha)到的(de)(de)部位以(yi)(yi)及PCB的(de)(de)通(tong)孔內(nei)部和其(qi)他內(nei)部缺(que)陷(xian),只好(hao)使用X射線(xian)透視系(xi)(xi)統(tong)來(lai)(lai)檢(jian)查(cha)(cha)。X光(guang)透視系(xi)(xi)統(tong)就是(shi)(shi)(shi)利用不(bu)同材料(liao)(liao)厚(hou)度或是(shi)(shi)(shi)不(bu)同材料(liao)(liao)密度對(dui)X光(guang)的(de)(de)吸濕或透過率(lv)的(de)(de)不(bu)同原理來(lai)(lai)成像。該技術更多地用來(lai)(lai)檢(jian)查(cha)(cha)PCBA焊點內(nei)部的(de)(de)缺(que)陷(xian)、通(tong)孔內(nei)部缺(que)陷(xian)和高密度封裝的(de)(de)BGA或CSP器件的(de)(de)缺(que)陷(xian)焊點的(de)(de)定位。目前的(de)(de)工(gong)業(ye)X光(guang)透視設(she)備(bei)的(de)(de)分辨(bian)率(lv)可以(yi)(yi)達到一個微米以(yi)(yi)下,并正由二維向三維成像的(de)(de)設(she)備(bei)轉變,甚至(zhi)已經有五維(5D)的(de)(de)設(she)備(bei)用于封裝的(de)(de)檢(jian)查(cha)(cha),但是(shi)(shi)(shi)這(zhe)種(zhong)5D的(de)(de)X光(guang)透視系(xi)(xi)統(tong)非常貴重,很少在工(gong)業(ye)界有實際(ji)的(de)(de)應用。
3. 切片分析(xi)
切(qie)(qie)片(pian)分析就(jiu)是(shi)通過(guo)取樣、鑲(xiang)嵌、切(qie)(qie)片(pian)、拋(pao)磨、腐蝕、觀(guan)察等(deng)一系列手段(duan)和步(bu)驟獲得PCB橫截面結構的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程。通過(guo)切(qie)(qie)片(pian)分析可(ke)以得到反映PCB(通孔、鍍層等(deng))質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)結構的(de)(de)(de)(de)(de)豐富信息,為(wei)下(xia)一步(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量改進提供很好的(de)(de)(de)(de)(de)依據。但(dan)是(shi)該方(fang)法是(shi)破壞性的(de)(de)(de)(de)(de),一旦進行(xing)了切(qie)(qie)片(pian),樣品就(jiu)必然遭到破壞;同(tong)時該方(fang)法制樣要(yao)(yao)求(qiu)高,制樣耗時也較長,需要(yao)(yao)訓練有(you)素的(de)(de)(de)(de)(de)技術人員來完成。要(yao)(yao)求(qiu)詳細的(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)片(pian)作業過(guo)程,可(ke)以參(can)考IPC的(de)(de)(de)(de)(de)標準IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810規定的(de)(de)(de)(de)(de)流程進行(xing)。
4. 掃(sao)描聲(sheng)學顯微鏡
目前用(yong)(yong)于電子封裝或組裝分析(xi)的(de)(de)(de)(de)主要是C模(mo)式(shi)的(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)掃(sao)描(miao)聲(sheng)(sheng)學顯微鏡,它是利用(yong)(yong)高頻超聲(sheng)(sheng)波在(zai)材料不連續(xu)界面上反射產(chan)生的(de)(de)(de)(de)振幅及位相與(yu)極性變(bian)化來(lai)(lai)成像,其掃(sao)描(miao)方(fang)(fang)式(shi)是沿(yan)著(zhu)Z軸掃(sao)描(miao)X-Y平面的(de)(de)(de)(de)信(xin)息。因此,掃(sao)描(miao)聲(sheng)(sheng)學顯微鏡可以用(yong)(yong)來(lai)(lai)檢(jian)測(ce)元器(qi)件、材料以及PCB與(yu)PCBA內(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)各種缺陷(xian),包括裂紋、分層、夾雜物以及空洞等。如(ru)果(guo)掃(sao)描(miao)聲(sheng)(sheng)學的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)寬度(du)足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)話(hua),還可以直接檢(jian)測(ce)到焊(han)點的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部(bu)缺陷(xian)。典型(xing)的(de)(de)(de)(de)掃(sao)描(miao)聲(sheng)(sheng)學的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像是以紅(hong)色(se)的(de)(de)(de)(de)警示(shi)色(se)表示(shi)缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai),由于大量塑(su)料封裝的(de)(de)(de)(de)元器(qi)件使用(yong)(yong)在(zai)SMT工(gong)藝(yi)(yi)中,由有(you)鉛(qian)(qian)轉換成無(wu)鉛(qian)(qian)工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)過程中,大量的(de)(de)(de)(de)潮濕(shi)回流敏感問題產(chan)生,即吸濕(shi)的(de)(de)(de)(de)塑(su)封器(qi)件會在(zai)更高的(de)(de)(de)(de)無(wu)鉛(qian)(qian)工(gong)藝(yi)(yi)溫度(du)下回流時(shi)出現(xian)(xian)內(nei)(nei)部(bu)或基板分層開裂現(xian)(xian)象,在(zai)無(wu)鉛(qian)(qian)工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)高溫下普(pu)通(tong)的(de)(de)(de)(de)PCB也(ye)會常常出現(xian)(xian)爆(bao)板現(xian)(xian)象。此時(shi),掃(sao)描(miao)聲(sheng)(sheng)學顯微鏡就凸(tu)現(xian)(xian)其在(zai)多層高密度(du)PCB無(wu)損探傷(shang)方(fang)(fang)面的(de)(de)(de)(de)特(te)別優勢(shi)。而一般的(de)(de)(de)(de)明顯的(de)(de)(de)(de)爆(bao)板則只需通(tong)過目測(ce)外觀就能檢(jian)測(ce)出來(lai)(lai)。
5. 顯微(wei)紅外分析
顯(xian)(xian)微(wei)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)就(jiu)是(shi)將紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)譜(pu)與顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)結(jie)合(he)在一起(qi)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方法,它利(li)用不同材料(主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)有(you)機(ji)(ji)物)對紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)譜(pu)不同吸收的(de)(de)(de)原理,分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)材料的(de)(de)(de)化合(he)物成分(fen)(fen)(fen)(fen),再(zai)結(jie)合(he)顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)可使可見光(guang)(guang)與紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)同光(guang)(guang)路,只要(yao)(yao)在可見的(de)(de)(de)視(shi)場下,就(jiu)可以(yi)(yi)尋找要(yao)(yao)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)微(wei)量(liang)的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)物。如果沒有(you)顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)結(jie)合(he),通(tong)常(chang)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)譜(pu)只能分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)樣品量(liang)較多的(de)(de)(de)樣品。而(er)電(dian)子(zi)工(gong)藝(yi)中很多情況是(shi)微(wei)量(liang)污(wu)染(ran)就(jiu)可以(yi)(yi)導致PCB焊(han)(han)盤或引線腳(jiao)的(de)(de)(de)可焊(han)(han)性不良,可以(yi)(yi)想象(xiang),沒有(you)顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)配套的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)譜(pu)是(shi)很難解決工(gong)藝(yi)問題的(de)(de)(de)。顯(xian)(xian)微(wei)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)用途(tu)就(jiu)是(shi)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)被焊(han)(han)面或焊(han)(han)點表面的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)物,分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)腐蝕或可焊(han)(han)性不良的(de)(de)(de)原因。
6. 掃描電子顯微鏡分(fen)析
掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯(xian)(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)(SEM)是進行失效分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)一種最有用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)型電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯(xian)(xian)微(wei)(wei)(wei)成(cheng)像系統,其工作原理是利(li)用(yong)(yong)陰極發(fa)射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)束(shu)經陽(yang)極加速(su),由磁透鏡(jing)(jing)(jing)聚焦后形成(cheng)一束(shu)直徑為(wei)幾十(shi)至幾千埃(A)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)束(shu)流,在(zai)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)線圈的(de)(de)(de)(de)(de)偏轉作用(yong)(yong)下,電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)束(shu)以(yi)一定時間(jian)和空(kong)間(jian)順(shun)序在(zai)試樣(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)作逐點式掃(sao)(sao)描(miao)(miao)運動(dong),這束(shu)高(gao)能(neng)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)束(shu)轟擊到樣(yang)(yang)(yang)品表(biao)面(mian)上(shang)(shang)會(hui)激發(fa)出多種信息,經過收(shou)集放(fang)大(da)就能(neng)從(cong)顯(xian)(xian)示屏(ping)上(shang)(shang)得到各種相應的(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)形。激發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)二次電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)產生(sheng)于(yu)樣(yang)(yang)(yang)品表(biao)面(mian)5~10nm范圍內,因(yin)而(er),二次電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)能(neng)夠較好的(de)(de)(de)(de)(de)反映(ying)樣(yang)(yang)(yang)品表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)形貌(mao),所以(yi)最常用(yong)(yong)作形貌(mao)觀(guan)(guan)察(cha);而(er)激發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)背散(san)射(she)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)則(ze)產生(sheng)于(yu)樣(yang)(yang)(yang)品表(biao)面(mian)100~1000nm范圍內,隨著物質原子(zi)(zi)(zi)(zi)序數的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同而(er)發(fa)射(she)不(bu)同特(te)征(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)背散(san)射(she)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi),因(yin)此(ci)背散(san)射(she)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)圖(tu)(tu)象具(ju)有形貌(mao)特(te)征(zheng)(zheng)和原子(zi)(zi)(zi)(zi)序數判別的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力,也因(yin)此(ci),背散(san)射(she)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)像可反映(ying)化學元素成(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)布。現(xian)時的(de)(de)(de)(de)(de)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯(xian)(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)已經很(hen)強大(da),任何精細結(jie)構或(huo)表(biao)面(mian)特(te)征(zheng)(zheng)均可放(fang)大(da)到幾十(shi)萬倍進行觀(guan)(guan)察(cha)與分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。 在(zai)PCB或(huo)焊點的(de)(de)(de)(de)(de)失效分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)面(mian),SEM主要(yao)(yao)(yao)用(yong)(yong)來(lai)作失效機理的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi),具(ju)體說(shuo)來(lai)就是用(yong)(yong)來(lai)觀(guan)(guan)察(cha)焊盤表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)形貌(mao)結(jie)構、焊點金(jin)(jin)相組織、測(ce)量(liang)金(jin)(jin)屬間(jian)化物、可焊性鍍層(ceng)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)以(yi)及做錫(xi)須分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)測(ce)量(liang)等。與光(guang)學顯(xian)(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)不(bu)同,掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)鏡(jing)(jing)(jing)所成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)是電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)像,因(yin)此(ci)只有黑白兩(liang)色(se),并(bing)且(qie)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)(yang)要(yao)(yao)(yao)求導電(dian)(dian)(dian),對(dui)(dui)非導體和部分(fen)(fen)(fen)半導體需要(yao)(yao)(yao)噴金(jin)(jin)或(huo)碳(tan)處理,否(fou)則(ze)電(dian)(dian)(dian)荷聚集在(zai)樣(yang)(yang)(yang)品表(biao)面(mian)就影(ying)響樣(yang)(yang)(yang)品的(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)察(cha)。此(ci)外,掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)鏡(jing)(jing)(jing)圖(tu)(tu)像景(jing)深(shen)遠遠大(da)于(yu)光(guang)學顯(xian)(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing),是針對(dui)(dui)金(jin)(jin)相結(jie)構、顯(xian)(xian)微(wei)(wei)(wei)斷口以(yi)及錫(xi)須等不(bu)平整樣(yang)(yang)(yang)品的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)(yao)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法。
7. X射線能(neng)譜分析(xi)
上面(mian)(mian)(mian)所(suo)說的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃描(miao)電(dian)鏡一(yi)(yi)般(ban)都配有X射(she)線(xian)(xian)(xian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。當高(gao)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)子(zi)束撞擊樣(yang)(yang)品表(biao)面(mian)(mian)(mian)時(shi),表(biao)面(mian)(mian)(mian)物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子(zi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內層電(dian)子(zi)被(bei)轟擊逸出(chu),外層電(dian)子(zi)向低能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)躍(yue)遷時(shi)就會激發出(chu)特(te)(te)征(zheng)X射(she)線(xian)(xian)(xian),不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)差不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)而發出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)征(zheng)X射(she)線(xian)(xian)(xian)就不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong),因(yin)此,可(ke)(ke)以將樣(yang)(yang)品發出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)征(zheng)X射(she)線(xian)(xian)(xian)作(zuo)為化學成(cheng)分(fen)(fen)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。同(tong)(tong)(tong)(tong)時(shi)按照檢(jian)測X射(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)為特(te)(te)征(zheng)波長或(huo)特(te)(te)征(zheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)又(you)將相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)分(fen)(fen)別叫波譜(pu)(pu)(pu)(pu)分(fen)(fen)散譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(簡稱波譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi),WDS)和能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)分(fen)(fen)散譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(簡稱能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi),EDS),波譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)率比能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)高(gao),能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)速度比波譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)快(kuai)。由于能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度快(kuai)且成(cheng)本低,所(suo)以一(yi)(yi)般(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃描(miao)電(dian)鏡配置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)都是能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。 隨著電(dian)子(zi)束的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃描(miao)方式不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong),能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)可(ke)(ke)以進行(xing)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、線(xian)(xian)(xian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)和面(mian)(mian)(mian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi),可(ke)(ke)得(de)到(dao)(dao)元(yuan)(yuan)素不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)分(fen)(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息。點(dian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)得(de)到(dao)(dao)一(yi)(yi)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)所(suo)有元(yuan)(yuan)素;線(xian)(xian)(xian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)每次對指定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)條線(xian)(xian)(xian)做一(yi)(yi)種元(yuan)(yuan)素分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi),多次掃描(miao)得(de)到(dao)(dao)所(suo)有元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)(xian)分(fen)(fen)布;面(mian)(mian)(mian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)對一(yi)(yi)個(ge)指定面(mian)(mian)(mian)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)所(suo)有元(yuan)(yuan)素分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi),測得(de)元(yuan)(yuan)素含量(liang)是測量(liang)面(mian)(mian)(mian)范圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平均值(zhi)。 在(zai)PCB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)上,能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)主要(yao)用于焊(han)盤表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi),可(ke)(ke)焊(han)性不(bu)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)盤與(yu)引線(xian)(xian)(xian)腳(jiao)表(biao)面(mian)(mian)(mian)污染物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定量(liang)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)準確度有限(xian),低于0.1%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)一(yi)(yi)般(ban)不(bu)易檢(jian)出(chu)。能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)譜(pu)(pu)(pu)(pu)與(yu)SEM結合使(shi)用可(ke)(ke)以同(tong)(tong)(tong)(tong)時(shi)獲得(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)形貌(mao)與(yu)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息,這(zhe)是它們應用廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)所(suo)在(zai)。
8. 光電子能譜(pu)(XPS)分析
樣(yang)(yang)品受X射線照射時,表面(mian)(mian)原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)(de)內殼(ke)層(ceng)電(dian)(dian)子(zi)會脫離原(yuan)(yuan)子(zi)核的(de)(de)束縛而(er)逸出固體表面(mian)(mian)形成電(dian)(dian)子(zi),測量(liang)其動能Ex,可(ke)得到原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)(de)內殼(ke)層(ceng)電(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)結合能Eb,Eb因不(bu)同元(yuan)(yuan)素和(he)不(bu)同電(dian)(dian)子(zi)殼(ke)層(ceng)而(er)異(yi),它(ta)是原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)(de)“指紋”標識參數,形成的(de)(de)譜(pu)線即為光電(dian)(dian)子(zi)能譜(pu)(XPS)。XPS可(ke)以用來(lai)進行(xing)樣(yang)(yang)品表面(mian)(mian)淺表面(mian)(mian)(幾個納(na)米級)元(yuan)(yuan)素的(de)(de)定性(xing)和(he)定量(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)。此外(wai),還可(ke)根據結合能的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)位移(yi)獲得有關元(yuan)(yuan)素化(hua)(hua)學(xue)價態的(de)(de)信(xin)息。能給出表面(mian)(mian)層(ceng)原(yuan)(yuan)子(zi)價態與周(zhou)圍(wei)元(yuan)(yuan)素鍵合等信(xin)息;入射束為X射線光子(zi)束,因此可(ke)進行(xing)絕緣樣(yang)(yang)品分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi),不(bu)損傷被分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)樣(yang)(yang)品快速多元(yuan)(yuan)素分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi);還可(ke)以在(zai)氬離子(zi)剝離的(de)(de)情況下對多層(ceng)進行(xing)縱向(xiang)的(de)(de)元(yuan)(yuan)素分(fen)(fen)(fen)(fen)布分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(可(ke)參見(jian)后面(mian)(mian)的(de)(de)案(an)例),且(qie)靈敏度遠比能譜(pu)(EDS)高。XPS在(zai)PCB的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方面(mian)(mian)主要用于(yu)焊盤鍍層(ceng)質量(liang)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、污染物分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)氧化(hua)(hua)程度的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi),以確(que)定可(ke)焊性(xing)不(bu)良的(de)(de)深層(ceng)次原(yuan)(yuan)因。
9. 熱(re)分析差示掃描量熱(re)法
在程序控溫(wen)下(xia),測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)輸入到物(wu)質與參(can)比物(wu)質之間(jian)的(de)(de)功(gong)率差(cha)(cha)與溫(wen)度(或時間(jian))關(guan)(guan)系(xi)的(de)(de)一種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)。DSC在試(shi)(shi)樣和參(can)比物(wu)容器(qi)下(xia)裝有兩(liang)組補償加熱(re)(re)(re)(re)(re)絲(si),當試(shi)(shi)樣在加熱(re)(re)(re)(re)(re)過(guo)程中(zhong)(zhong)由于熱(re)(re)(re)(re)(re)效(xiao)應與參(can)比物(wu)之間(jian)出現溫(wen)差(cha)(cha)ΔT時,可通過(guo)差(cha)(cha)熱(re)(re)(re)(re)(re)放(fang)大(da)電(dian)(dian)路(lu)和差(cha)(cha)動(dong)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)補償放(fang)大(da)器(qi),使(shi)流入補償電(dian)(dian)熱(re)(re)(re)(re)(re)絲(si)的(de)(de)電(dian)(dian)流發生(sheng)變化(hua)。 而使(shi)兩(liang)邊熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)平衡(heng),溫(wen)差(cha)(cha)ΔT消失,并記錄試(shi)(shi)樣和參(can)比物(wu)下(xia)兩(liang)只電(dian)(dian)熱(re)(re)(re)(re)(re)補償的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)功(gong)率之差(cha)(cha)隨溫(wen)度(或時間(jian))的(de)(de)變化(hua)關(guan)(guan)系(xi),根(gen)據這種(zhong)(zhong)變化(hua)關(guan)(guan)系(xi),可研究分(fen)(fen)(fen)析(xi)材(cai)料(liao)的(de)(de)物(wu)理化(hua)學(xue)(xue)及熱(re)(re)(re)(re)(re)力(li)學(xue)(xue)性(xing)能。DSC的(de)(de)應用(yong)廣泛,但在PCB的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)方(fang)面(mian)主要(yao)用(yong)于測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)PCB上所用(yong)的(de)(de)各種(zhong)(zhong)高(gao)分(fen)(fen)(fen)子材(cai)料(liao)的(de)(de)固化(hua)程度、玻(bo)璃態轉(zhuan)化(hua)溫(wen)度,這兩(liang)個參(can)數(shu)決定著(zhu)PCB在后(hou)續工(gong)藝過(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)(de)可靠性(xing)。
10. 熱(re)機械分析儀(TMA)
熱機(ji)械分析(xi)技術(Thermal Mechanical Analysis)用(yong)(yong)于程序控(kong)溫(wen)下,測量(liang)固體、液體和(he)凝膠在熱或機(ji)械力作用(yong)(yong)下的(de)(de)形變(bian)(bian)性(xing)能,常用(yong)(yong)的(de)(de)負荷方式有(you)壓縮、針(zhen)入、拉伸、彎曲等。測試探頭由固定在其(qi)上面的(de)(de)懸臂梁和(he)螺旋彈簧支撐,通過(guo)(guo)馬(ma)達對試樣施加(jia)載(zai)荷,當試樣發生形變(bian)(bian)時(shi),差(cha)動變(bian)(bian)壓器檢(jian)測到(dao)此變(bian)(bian)化,并連(lian)同溫(wen)度、應力和(he)應變(bian)(bian)等數據(ju)進行處理(li)后(hou)可得(de)到(dao)物質在可忽略負荷下形變(bian)(bian)與溫(wen)度(或時(shi)間)的(de)(de)關系(xi)。根據(ju)形變(bian)(bian)與溫(wen)度(或時(shi)間)的(de)(de)關系(xi),可研(yan)究分析(xi)材料(liao)的(de)(de)物理(li)化學及熱力學性(xing)能。TMA的(de)(de)應用(yong)(yong)廣(guang)泛,在PCB的(de)(de)分析(xi)方面主要用(yong)(yong)于PCB最關鍵的(de)(de)兩個(ge)參數:測量(liang)其(qi)線性(xing)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數和(he)玻璃態轉化溫(wen)度。膨(peng)脹(zhang)系(xi)數過(guo)(guo)大的(de)(de)基材的(de)(de)PCB在焊接組裝后(hou)常常會導致金屬化孔的(de)(de)斷裂(lie)失效。