יישום של מיקרוסקופיה סורקת אלקטרון (SEM) בניתוח כשל
הקיצור של מיקרוסקופ אלקטרוני סורק הוא מיקרוסקופ אלקטרוני סורק, והקיצור האנגלי הוא SEM. הוא משתמש בקרן אלקטרונים ממוקדת עדינה כדי להפציץ את פני הדגימה, ומתבונן ומנתח את מורפולוגיה של פני השטח או השבר של הדגימה דרך האלקטרונים המשניים והאלקטרונים המפוזרים לאחור שנוצרו על ידי האינטראקציה בין האלקטרונים לדגימה.
בניתוח כשל, ל-SEM מגוון רחב של תרחישי יישום, והוא ממלא תפקיד מרכזי בקביעת מצב ניתוח הכשל ומציאת הגורם לכשל.
עקרון העבודה
עומק המיקוד של מיקרוסקופ אלקטרונים סורק גדול פי 10 מזה של מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת ומאות מונים מזה של מיקרוסקופ אופטי. בשל עומק השדה הגדול של התמונה, התמונה האלקטרונית הסרוקה מלאה בתלת מימד ובעלת צורה תלת מימדית. מספק מידע רב יותר מאשר מיקרוסקופים אחרים.
אות אלקטרוני
אלקטרונים משניים (SEI) מתייחסים לאלקטרונים חוץ-גרעיניים המופגזים על ידי אלקטרונים תקפים. זה מגיע בעיקר מהאזור הרדוד במרחק של פחות מ-10 ננומטר מהמשטח, שיכול להציג ביעילות את הטופוגרפיה המיקרוסקופית של משטח המדגם, ויש לו מתאם קטן עם המספר האטומי, והוא משמש בדרך כלל לאפיון הטופוגרפיה של משטח המדגם.
אלקטרונים מפוזרים לאחור (BEI) מתייחסים לאלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה שבורחים שוב מפני השטח של הדגימה לאחר שהאלקטרונים המתרחשים מתקשרים עם המדגם. בהשוואה לאלקטרונים משניים, אלקטרונים מפוזרים לאחור נמצאים בקורלציה חיובית עם המספר האטומי של המדגם, ועומק האיסוף עמוק יותר, משמש בעיקר כדי לשקף את המאפיינים היסודיים של המדגם.
שיעור ידע
ש: מהו ניתוח כשל?
ת: מה שנקרא ניתוח כשל מבוסס על תופעת הכשל, באמצעות איסוף מידע, בדיקה ויזואלית ובדיקת ביצועים חשמליים וכו', כדי לקבוע את מיקום הכשל ומצב הכשל האפשרי, כלומר מיקום הכשל;
לאחר מכן, על פי מצב הכשל, מאומצת סדרה של שיטות ניתוח לביצוע ניתוח סיבה ואימות שורש;
לבסוף, על פי נתוני הבדיקה המתקבלים בתהליך הניתוח, מכינים דו"ח ניתוח ומעלות הצעות לשיפור.
מקרי יישום ניתוח מעשי
1. תצפית ומדידה של תרכובת בין-מתכתית IMC
ריתוך צריך להסתמך על שכבת הסגסוגת שנוצרת על פני השטח המפרק, כלומר, שכבת IMC, כדי להשיג את דרישות חוזק החיבור. ל-IMC שנוצר על ידי דיפוזיה יש מגוון צורות גדילה, בעלות השפעה ייחודית על התכונות הפיזיקליות והכימיות של הצומת, במיוחד התכונות המכניות ועמידות בפני קורוזיה. יתרה מכך, אם ה-IMC עבה מדי או דק מדי, זה ישפיע על חוזק הריתוך.
2. תצפית ומדידה של שכבה עשירה בזרחן
עבור רפידות שטופלו בניקל זהב כימי (ENIG), לאחר השתתפות Ni בסגסוגת, עודפי הזרחן יועשרו וירוכזו בשולי שכבת הסגסוגת ליצירת שכבה עשירה בזרחן. אם השכבה העשירה בזרחן תהיה עבה מספיק, אמינות חיבורי ההלחמה תיפגע מאוד.
3. ניתוח שבר מתכת
דרך צורת השבר מנותחות כמה בעיות בסיסיות של שבר: כמו מקור השבר, תכונת השבר, מצב השבר, מנגנון השבר, קשיחות השבר, מצב הלחץ בתהליך השבר וקצב גדילת הסדק. ניתוח שברים הפך לשיטה חשובה לניתוח כשל של רכיבי מתכת.
4. תצפית על תופעת קורוזית ניקל (לוח שחור).
סדקי קורוזיה (סדקי בוץ) ומשטח שכבת הניקל לאחר הפשטת הזהב נצפים ממשטח השבר, ויש מספר רב של נקודות שחורות וסדקים, שהיא קורוזיה ניקל. בהתבוננות במורפולוגיה של הקטע של שכבת הניקל, ניתן לראות קורוזיה ניקל מתמשכת, מה שמאשר עוד כי לצלחת הריתוך הירודה יש תופעת קורוזיה של ניקל, וצמיחת ה-IMC באתר קורוזיה ניקל היא חריגה, וכתוצאה מכך ריתוך לקוי.
