失(shi)效(xiao)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)是一門(men)發(fa)展中的(de)(de)新興學科(ke),近年開(kai)始從軍工向普通企業普及。它一般根據失(shi)效(xiao)模式(shi)和現(xian)象,通過(guo)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)和驗(yan)證,模擬重現(xian)失(shi)效(xiao)的(de)(de)現(xian)象,找出失(shi)效(xiao)的(de)(de)原因,挖掘(jue)出失(shi)效(xiao)的(de)(de)機理的(de)(de)活動(dong)。在提高產品(pin)(pin)質量,技術開(kai)發(fa)、改進,產品(pin)(pin)修復及仲裁失(shi)效(xiao)事故等方面具有很強的(de)(de)實際(ji)意義。其方法分(fen)(fen)為有損分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi),無損分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi),物理分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi),化(hua)學分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)等。


1. 外觀檢查 


  外(wai)觀(guan)檢(jian)查(cha)就是目測或利用(yong)(yong)一(yi)些簡單儀(yi)器,如(ru)立體顯(xian)微鏡、金相顯(xian)微鏡甚至放大(da)鏡等(deng)工具檢(jian)查(cha)PCB的(de)(de)外(wai)觀(guan),尋(xun)找失效(xiao)(xiao)的(de)(de)部位(wei)(wei)和相關的(de)(de)物證,主要的(de)(de)作用(yong)(yong)就是失效(xiao)(xiao)定位(wei)(wei)和初(chu)步判斷PCB的(de)(de)失效(xiao)(xiao)模式。外(wai)觀(guan)檢(jian)查(cha)主要檢(jian)查(cha)PCB的(de)(de)污染、腐蝕、爆板的(de)(de)位(wei)(wei)置、電路(lu)布(bu)線(xian)以及失效(xiao)(xiao)的(de)(de)規律性(xing)、如(ru)是批次的(de)(de)或是個別,是不是總是集中在某(mou)個區(qu)域等(deng)等(deng)。另外(wai),有許多(duo)PCB的(de)(de)失效(xiao)(xiao)是在組(zu)裝成PCBA后(hou)才發現(xian),是不是組(zu)裝工藝過程(cheng)(cheng)以及過程(cheng)(cheng)所(suo)用(yong)(yong)材料的(de)(de)影響導致的(de)(de)失效(xiao)(xiao)也需要仔細(xi)檢(jian)查(cha)失效(xiao)(xiao)區(qu)域的(de)(de)特征。


2. X射線透視檢查 


  對(dui)于某些不能通過外觀檢查(cha)(cha)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)以(yi)及PCB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)通孔內部(bu)(bu)和其(qi)他內部(bu)(bu)缺陷,只好使用(yong)X射(she)線透(tou)(tou)(tou)視(shi)系統(tong)來檢查(cha)(cha)。X光(guang)透(tou)(tou)(tou)視(shi)系統(tong)就是利用(yong)不同(tong)材料(liao)厚度或(huo)是不同(tong)材料(liao)密(mi)度對(dui)X光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸濕(shi)或(huo)透(tou)(tou)(tou)過率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)原理來成(cheng)像。該技術更(geng)多地用(yong)來檢查(cha)(cha)PCBA焊點內部(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺陷、通孔內部(bu)(bu)缺陷和高密(mi)度封(feng)裝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)BGA或(huo)CSP器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺陷焊點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)位(wei)。目(mu)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工業X光(guang)透(tou)(tou)(tou)視(shi)設備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分辨率可以(yi)達(da)到(dao)一個微米(mi)以(yi)下,并正由(you)二維(wei)向三(san)維(wei)成(cheng)像的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備轉變,甚至已經(jing)有(you)五(wu)維(wei)(5D)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備用(yong)于封(feng)裝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢查(cha)(cha),但是這種5D的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)X光(guang)透(tou)(tou)(tou)視(shi)系統(tong)非常貴重(zhong),很(hen)少在工業界有(you)實際(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)。


 3. 切片(pian)分析 


  切(qie)(qie)片(pian)(pian)分(fen)析就是通過(guo)取樣(yang)、鑲嵌、切(qie)(qie)片(pian)(pian)、拋(pao)磨(mo)、腐蝕、觀察等一(yi)(yi)(yi)系列手(shou)段和步(bu)(bu)驟獲得PCB橫(heng)截面(mian)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。通過(guo)切(qie)(qie)片(pian)(pian)分(fen)析可(ke)以得到反映(ying)PCB(通孔、鍍層等)質量(liang)的(de)(de)(de)(de)微觀結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)豐富(fu)信息,為下一(yi)(yi)(yi)步(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)改進(jin)提供很好(hao)的(de)(de)(de)(de)依據。但是該方法是破壞性的(de)(de)(de)(de),一(yi)(yi)(yi)旦進(jin)行了切(qie)(qie)片(pian)(pian),樣(yang)品(pin)就必然(ran)遭到破壞;同時該方法制樣(yang)要求高,制樣(yang)耗時也較長,需要訓練(lian)有素的(de)(de)(de)(de)技(ji)術人員(yuan)來完成。要求詳細(xi)的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)片(pian)(pian)作(zuo)業過(guo)程(cheng),可(ke)以參考IPC的(de)(de)(de)(de)標準(zhun)IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810規定的(de)(de)(de)(de)流程(cheng)進(jin)行。 


 4. 掃描聲學顯微鏡 


  目(mu)(mu)前用于(yu)電(dian)子封(feng)裝(zhuang)或組裝(zhuang)分析的(de)(de)(de)(de)主要是C模式的(de)(de)(de)(de)超(chao)聲(sheng)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)聲(sheng)學(xue)(xue)(xue)顯(xian)微鏡,它(ta)是利用高頻超(chao)聲(sheng)波在材料不連續界面上反射產生的(de)(de)(de)(de)振(zhen)幅及位(wei)相與(yu)極性(xing)變化來(lai)成像,其掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)方(fang)式是沿著Z軸掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)X-Y平面的(de)(de)(de)(de)信息。因此(ci),掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)聲(sheng)學(xue)(xue)(xue)顯(xian)微鏡可(ke)以(yi)用來(lai)檢(jian)測(ce)元(yuan)器(qi)件、材料以(yi)及PCB與(yu)PCBA內(nei)部的(de)(de)(de)(de)各種缺陷(xian),包括(kuo)裂紋、分層(ceng)、夾(jia)雜物(wu)以(yi)及空洞等。如(ru)果掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)聲(sheng)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)寬度(du)足夠的(de)(de)(de)(de)話,還可(ke)以(yi)直接(jie)檢(jian)測(ce)到焊(han)點的(de)(de)(de)(de)內(nei)部缺陷(xian)。典型(xing)的(de)(de)(de)(de)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)聲(sheng)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)圖像是以(yi)紅色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)警示色(se)(se)表(biao)示缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在,由(you)于(yu)大(da)量塑料封(feng)裝(zhuang)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)器(qi)件使(shi)用在SMT工(gong)藝中,由(you)有鉛(qian)(qian)轉(zhuan)換成無(wu)鉛(qian)(qian)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)過程中,大(da)量的(de)(de)(de)(de)潮濕(shi)回流敏感問(wen)題產生,即吸濕(shi)的(de)(de)(de)(de)塑封(feng)器(qi)件會在更高的(de)(de)(de)(de)無(wu)鉛(qian)(qian)工(gong)藝溫度(du)下回流時(shi)出現(xian)內(nei)部或基板分層(ceng)開(kai)裂現(xian)象(xiang),在無(wu)鉛(qian)(qian)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)高溫下普通(tong)的(de)(de)(de)(de)PCB也會常常出現(xian)爆(bao)板現(xian)象(xiang)。此(ci)時(shi),掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)聲(sheng)學(xue)(xue)(xue)顯(xian)微鏡就凸現(xian)其在多層(ceng)高密(mi)度(du)PCB無(wu)損探傷方(fang)面的(de)(de)(de)(de)特別優勢。而(er)一般的(de)(de)(de)(de)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)爆(bao)板則只需通(tong)過目(mu)(mu)測(ce)外(wai)觀就能檢(jian)測(ce)出來(lai)。


 5. 顯微紅外(wai)分析 


  顯(xian)(xian)微(wei)(wei)紅(hong)外(wai)(wai)分(fen)(fen)(fen)析(xi)就是(shi)(shi)將(jiang)紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)與顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)結(jie)合(he)在一起的分(fen)(fen)(fen)析(xi)方(fang)法,它利用(yong)不同材(cai)料(liao)(主要(yao)是(shi)(shi)有機物(wu))對紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)不同吸(xi)收的原理,分(fen)(fen)(fen)析(xi)材(cai)料(liao)的化合(he)物(wu)成(cheng)分(fen)(fen)(fen),再結(jie)合(he)顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)可(ke)使可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)與紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)同光(guang)(guang)(guang)(guang)路,只要(yao)在可(ke)見的視場下,就可(ke)以尋找要(yao)分(fen)(fen)(fen)析(xi)微(wei)(wei)量的有機污染物(wu)。如果沒有顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)的結(jie)合(he),通常紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)只能分(fen)(fen)(fen)析(xi)樣品(pin)量較多的樣品(pin)。而電子工(gong)藝中很多情況是(shi)(shi)微(wei)(wei)量污染就可(ke)以導致PCB焊(han)盤或引線腳的可(ke)焊(han)性(xing)不良(liang),可(ke)以想象,沒有顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)配套的紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)是(shi)(shi)很難解(jie)決工(gong)藝問題的。顯(xian)(xian)微(wei)(wei)紅(hong)外(wai)(wai)分(fen)(fen)(fen)析(xi)的主要(yao)用(yong)途就是(shi)(shi)分(fen)(fen)(fen)析(xi)被焊(han)面或焊(han)點表面的有機污染物(wu),分(fen)(fen)(fen)析(xi)腐(fu)蝕或可(ke)焊(han)性(xing)不良(liang)的原因。 


 6. 掃描電子顯微鏡分析 


  掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)(SEM)是(shi)(shi)進行失(shi)效(xiao)分(fen)(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)最(zui)有用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯(xian)微(wei)成像系統,其工作(zuo)原理(li)是(shi)(shi)利用(yong)(yong)(yong)(yong)陰極(ji)發(fa)(fa)射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)束經(jing)陽極(ji)加(jia)速,由(you)磁透鏡(jing)(jing)(jing)聚(ju)焦后形(xing)成一(yi)束直徑為幾十至幾千埃(A)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)束流,在掃(sao)描(miao)(miao)線(xian)圈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)轉作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)下,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)束以一(yi)定時(shi)間和空間順序(xu)(xu)在試樣(yang)(yang)(yang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)作(zuo)逐點(dian)(dian)式掃(sao)描(miao)(miao)運(yun)動(dong),這束高能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)束轟(hong)擊到樣(yang)(yang)(yang)品(pin)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)上(shang)會(hui)激(ji)(ji)發(fa)(fa)出多種(zhong)(zhong)信(xin)息(xi),經(jing)過收集(ji)放(fang)大就(jiu)能從顯(xian)示屏上(shang)得到各種(zhong)(zhong)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)形(xing)。激(ji)(ji)發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二次電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)產(chan)生于(yu)(yu)(yu)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)5~10nm范圍(wei)內(nei)(nei),因(yin)而(er),二次電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)能夠較好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反映樣(yang)(yang)(yang)品(pin)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)貌(mao),所以最(zui)常用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)形(xing)貌(mao)觀察(cha);而(er)激(ji)(ji)發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)背散射(she)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)則產(chan)生于(yu)(yu)(yu)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)100~1000nm范圍(wei)內(nei)(nei),隨著(zhu)物質原子(zi)(zi)(zi)(zi)序(xu)(xu)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)而(er)發(fa)(fa)射(she)不(bu)同(tong)特征(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)背散射(she)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi),因(yin)此(ci)(ci)(ci)背散射(she)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)圖(tu)象具(ju)有形(xing)貌(mao)特征(zheng)(zheng)和原子(zi)(zi)(zi)(zi)序(xu)(xu)數判(pan)別(bie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力,也因(yin)此(ci)(ci)(ci),背散射(she)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)像可(ke)反映化學(xue)元素成分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)布。現(xian)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功能已經(jing)很(hen)強大,任何精細結構或表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)特征(zheng)(zheng)均可(ke)放(fang)大到幾十萬倍進行觀察(cha)與分(fen)(fen)(fen)析。 在PCB或焊點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)失(shi)效(xiao)分(fen)(fen)(fen)析方面(mian)(mian)(mian)(mian),SEM主要(yao)(yao)用(yong)(yong)(yong)(yong)來作(zuo)失(shi)效(xiao)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析,具(ju)體說來就(jiu)是(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)來觀察(cha)焊盤表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)貌(mao)結構、焊點(dian)(dian)金(jin)相組織、測量金(jin)屬間化物、可(ke)焊性鍍層分(fen)(fen)(fen)析以及做錫須(xu)分(fen)(fen)(fen)析測量等。與光學(xue)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)不(bu)同(tong),掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)鏡(jing)(jing)(jing)所成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)像,因(yin)此(ci)(ci)(ci)只(zhi)有黑白(bai)兩色,并且(qie)掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)(yang)要(yao)(yao)求導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),對(dui)非導(dao)(dao)體和部分(fen)(fen)(fen)半導(dao)(dao)體需要(yao)(yao)噴金(jin)或碳處(chu)理(li),否則電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷聚(ju)集(ji)在樣(yang)(yang)(yang)品(pin)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)就(jiu)影響樣(yang)(yang)(yang)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀察(cha)。此(ci)(ci)(ci)外,掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)鏡(jing)(jing)(jing)圖(tu)像景深(shen)遠遠大于(yu)(yu)(yu)光學(xue)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing),是(shi)(shi)針對(dui)金(jin)相結構、顯(xian)微(wei)斷口(kou)以及錫須(xu)等不(bu)平整樣(yang)(yang)(yang)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)分(fen)(fen)(fen)析方法。


 7. X射線(xian)能譜分析 


  上面(mian)(mian)所(suo)(suo)說的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃描電(dian)鏡一(yi)(yi)般(ban)都配有(you)(you)X射(she)(she)線(xian)(xian)(xian)能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi)。當高能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)撞擊樣品表(biao)面(mian)(mian)時,表(biao)面(mian)(mian)物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子(zi)(zi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)層電(dian)子(zi)(zi)被轟擊逸出,外層電(dian)子(zi)(zi)向低(di)能(neng)級躍遷時就會激發(fa)(fa)(fa)出特(te)征(zheng)(zheng)X射(she)(she)線(xian)(xian)(xian),不同元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子(zi)(zi)能(neng)級差不同而發(fa)(fa)(fa)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)X射(she)(she)線(xian)(xian)(xian)就不同,因此,可以將樣品發(fa)(fa)(fa)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)X射(she)(she)線(xian)(xian)(xian)作為化學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)。同時按(an)照(zhao)檢測(ce)(ce)X射(she)(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信號(hao)為特(te)征(zheng)(zheng)波長或(huo)特(te)征(zheng)(zheng)能(neng)量(liang)(liang)又將相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)儀(yi)器分(fen)(fen)(fen)別叫波譜(pu)(pu)分(fen)(fen)(fen)散譜(pu)(pu)儀(yi)(簡稱(cheng)波譜(pu)(pu)儀(yi),WDS)和能(neng)量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)散譜(pu)(pu)儀(yi)(簡稱(cheng)能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi),EDS),波譜(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)比能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi)高,能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)速(su)度(du)比波譜(pu)(pu)儀(yi)快。由于(yu)(yu)(yu)能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)快且(qie)成(cheng)(cheng)(cheng)本低(di),所(suo)(suo)以一(yi)(yi)般(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃描電(dian)鏡配置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)都是能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi)。 隨(sui)著(zhu)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃描方式(shi)不同,能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi)可以進行表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)、線(xian)(xian)(xian)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)和面(mian)(mian)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi),可得到元(yuan)素不同分(fen)(fen)(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信息(xi)。點分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)得到一(yi)(yi)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)所(suo)(suo)有(you)(you)元(yuan)素;線(xian)(xian)(xian)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)每(mei)次(ci)對指(zhi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)條(tiao)線(xian)(xian)(xian)做一(yi)(yi)種元(yuan)素分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi),多次(ci)掃描得到所(suo)(suo)有(you)(you)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)(xian)分(fen)(fen)(fen)布;面(mian)(mian)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)對一(yi)(yi)個指(zhi)定(ding)面(mian)(mian)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)所(suo)(suo)有(you)(you)元(yuan)素分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi),測(ce)(ce)得元(yuan)素含量(liang)(liang)是測(ce)(ce)量(liang)(liang)面(mian)(mian)范(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平均值。 在(zai)PCB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)上,能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi)主要用(yong)于(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)盤表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi),可焊(han)(han)性不良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)盤與(yu)引線(xian)(xian)(xian)腳表(biao)面(mian)(mian)污(wu)染物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)。能(neng)譜(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)準(zhun)確度(du)有(you)(you)限,低(di)于(yu)(yu)(yu)0.1%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)一(yi)(yi)般(ban)不易檢出。能(neng)譜(pu)(pu)與(yu)SEM結合使用(yong)可以同時獲得表(biao)面(mian)(mian)形貌與(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信息(xi),這(zhe)是它(ta)們應用(yong)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因所(suo)(suo)在(zai)。 


 8. 光電子能譜(XPS)分析 


  樣品(pin)受X射線照射時,表(biao)(biao)面原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)內殼(ke)(ke)層電(dian)(dian)子(zi)(zi)會脫(tuo)離原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核的(de)(de)(de)(de)(de)束縛而(er)(er)逸出固體表(biao)(biao)面形成電(dian)(dian)子(zi)(zi),測(ce)量其動能(neng)Ex,可(ke)(ke)得到原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)內殼(ke)(ke)層電(dian)(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)合能(neng)Eb,Eb因不(bu)同元(yuan)(yuan)素(su)(su)和(he)(he)不(bu)同電(dian)(dian)子(zi)(zi)殼(ke)(ke)層而(er)(er)異,它是(shi)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)“指紋(wen)”標識參數,形成的(de)(de)(de)(de)(de)譜線即為光(guang)電(dian)(dian)子(zi)(zi)能(neng)譜(XPS)。XPS可(ke)(ke)以(yi)(yi)用來進行樣品(pin)表(biao)(biao)面淺表(biao)(biao)面(幾個(ge)納(na)米級(ji))元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)性(xing)(xing)和(he)(he)定(ding)量分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)。此外(wai),還(huan)可(ke)(ke)根據結(jie)(jie)合能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學位(wei)移獲(huo)得有關元(yuan)(yuan)素(su)(su)化(hua)學價(jia)態的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息(xi)。能(neng)給出表(biao)(biao)面層原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)價(jia)態與周圍元(yuan)(yuan)素(su)(su)鍵合等信(xin)息(xi);入射束為X射線光(guang)子(zi)(zi)束,因此可(ke)(ke)進行絕緣樣品(pin)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi),不(bu)損傷(shang)被分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)樣品(pin)快速多元(yuan)(yuan)素(su)(su)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi);還(huan)可(ke)(ke)以(yi)(yi)在氬離子(zi)(zi)剝離的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)對多層進行縱(zong)向的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)分(fen)(fen)(fen)布分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(可(ke)(ke)參見后面的(de)(de)(de)(de)(de)案例),且(qie)靈敏度(du)遠比能(neng)譜(EDS)高。XPS在PCB的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方面主(zhu)要用于焊盤鍍層質量的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、污染物分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)(he)氧化(hua)程度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi),以(yi)(yi)確定(ding)可(ke)(ke)焊性(xing)(xing)不(bu)良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)深層次原(yuan)(yuan)(yuan)因。 


 9. 熱分析差示掃描量熱法 


  在(zai)(zai)程序(xu)控溫下(xia),測量(liang)(liang)輸入到物(wu)質(zhi)與參比(bi)(bi)物(wu)質(zhi)之間(jian)的(de)(de)(de)功率差(cha)與溫度(或時(shi)間(jian))關(guan)系的(de)(de)(de)一種方法。DSC在(zai)(zai)試樣和參比(bi)(bi)物(wu)容器下(xia)裝(zhuang)有兩(liang)(liang)組(zu)補償(chang)(chang)加熱(re)絲,當試樣在(zai)(zai)加熱(re)過程中由于熱(re)效應(ying)與參比(bi)(bi)物(wu)之間(jian)出現溫差(cha)ΔT時(shi),可通過差(cha)熱(re)放大電(dian)(dian)路和差(cha)動熱(re)量(liang)(liang)補償(chang)(chang)放大器,使流入補償(chang)(chang)電(dian)(dian)熱(re)絲的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流發生(sheng)變(bian)化。 而使兩(liang)(liang)邊(bian)熱(re)量(liang)(liang)平衡,溫差(cha)ΔT消(xiao)失,并記(ji)錄試樣和參比(bi)(bi)物(wu)下(xia)兩(liang)(liang)只電(dian)(dian)熱(re)補償(chang)(chang)的(de)(de)(de)熱(re)功率之差(cha)隨(sui)溫度(或時(shi)間(jian))的(de)(de)(de)變(bian)化關(guan)系,根(gen)據這(zhe)(zhe)種變(bian)化關(guan)系,可研(yan)究分(fen)析材(cai)料的(de)(de)(de)物(wu)理化學(xue)及熱(re)力學(xue)性能。DSC的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)廣泛,但在(zai)(zai)PCB的(de)(de)(de)分(fen)析方面主(zhu)要(yao)用(yong)于測量(liang)(liang)PCB上所用(yong)的(de)(de)(de)各種高(gao)分(fen)子材(cai)料的(de)(de)(de)固化程度、玻(bo)璃(li)態轉化溫度,這(zhe)(zhe)兩(liang)(liang)個參數決定著PCB在(zai)(zai)后續工藝過程中的(de)(de)(de)可靠性。


 10. 熱機械分析儀(TMA) 


  熱(re)機(ji)械(xie)分(fen)(fen)(fen)析(xi)技術(Thermal Mechanical Analysis)用于程(cheng)序控(kong)溫下(xia),測量(liang)固體、液體和凝膠在(zai)(zai)熱(re)或(huo)機(ji)械(xie)力作用下(xia)的(de)(de)(de)(de)形(xing)變(bian)(bian)(bian)性(xing)(xing)能,常用的(de)(de)(de)(de)負(fu)荷(he)方式有壓(ya)(ya)縮、針入、拉伸、彎曲等(deng)。測試(shi)探頭由固定(ding)在(zai)(zai)其上面的(de)(de)(de)(de)懸臂梁和螺旋彈簧支(zhi)撐,通過馬達對試(shi)樣(yang)施加載荷(he),當試(shi)樣(yang)發(fa)生形(xing)變(bian)(bian)(bian)時(shi)(shi),差動變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)器檢測到此(ci)變(bian)(bian)(bian)化(hua),并(bing)連(lian)同溫度、應力和應變(bian)(bian)(bian)等(deng)數據進行處理(li)后(hou)可得到物(wu)質(zhi)在(zai)(zai)可忽(hu)略負(fu)荷(he)下(xia)形(xing)變(bian)(bian)(bian)與溫度(或(huo)時(shi)(shi)間)的(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。根(gen)據形(xing)變(bian)(bian)(bian)與溫度(或(huo)時(shi)(shi)間)的(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi),可研究(jiu)分(fen)(fen)(fen)析(xi)材料的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)化(hua)學及熱(re)力學性(xing)(xing)能。TMA的(de)(de)(de)(de)應用廣泛(fan),在(zai)(zai)PCB的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)方面主要(yao)用于PCB最關(guan)鍵的(de)(de)(de)(de)兩個(ge)參數:測量(liang)其線性(xing)(xing)膨脹(zhang)系(xi)數和玻璃態轉(zhuan)化(hua)溫度。膨脹(zhang)系(xi)數過大的(de)(de)(de)(de)基材的(de)(de)(de)(de)PCB在(zai)(zai)焊接組裝后(hou)常常會導致金屬(shu)化(hua)孔的(de)(de)(de)(de)斷裂失效。