Pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) käyttö vikojen analysoinnissa
Pyyhkäisyelektronimikroskoopin lyhenne on pyyhkäisyelektronimikroskooppi, lyhennettynä SEM. Se käyttää hienojakoista elektronisädettä pommittamaan näytteen pintaa ja tarkkailee ja analysoi näytteen pinnan tai murtuman morfologiaa elektronien ja näytteen välisen vuorovaikutuksen synnyttämien sekundäärielektronien, takaisinsironneiden elektronien jne. kautta.
Vika-analyysissä SEM:llä on laaja valikoima sovellusskenaarioita, joilla on ratkaiseva rooli vika-analyysitilojen määrittämisessä ja vian syiden tunnistamisessa.
SEM:n tärkeimmät sovellusskenaariot vikaanalyysissä ovat:
K: Mitä vikaanalyysi on?
V: Ns. vika-analyysi perustuu vikailmiöihin tiedonkeruun, silmämääräisen tarkastuksen ja sähköisen suorituskyvyn testauksen avulla vian sijainnin ja mahdollisten vikatilojen määrittämiseksi, eli vian paikallistamisen;
Sitten otetaan käyttöön joukko analyysimenetelmiä, joilla suoritetaan perussyyanalyysi ja perussyyn varmentaminen vikatilassa;
Lopuksi laadi analyysiprosessista saatujen testitietojen perusteella analyysiraportti ja ehdota parannusehdotuksia.
Käytännön analyysi ja sovellustapaukset
1. Intermetallisten yhdisteiden IMC:n havainnointi ja mittaus
Hitsaus nojaa liitospinnalle syntyvään seoskerrokseen eli IMC-kerrokseen vaaditun liitoslujuuden saavuttamiseksi. Diffuusiolla muodostuvalla IMC:llä on erilaisia kasvumuotoja, joilla on ainutlaatuinen vaikutus liitoksen fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin, erityisesti mekaaniseen ja korroosionkestävyyteen. Lisäksi sekä liian paksu että liian ohut IMC voivat vaikuttaa hitsauksen lujuuteen.
2. Fosforipitoisen kerroksen havainnointi ja mittaus
Kun juotostyynyt on käsitelty kemiallisella nikkelikulllalla (ENIG), ne keräävät ylimääräistä fosforia seoskerroksen reunaan, kun Ni osallistuu seostukseen, jolloin muodostuu runsaasti fosforia sisältävä kerros. Jos rikas fosforikerros on riittävän paksu, juotosliitosten luotettavuus heikkenee huomattavasti.
3. Metallimurtuman analyysi
Analysoi joitain murtuman peruskysymyksiä murtuman pinnan morfologian kautta, kuten murtuman syy, murtumisominaisuudet, murtumatapa, murtumismekanismi, murtolujuus, jännitystila murtumaprosessin aikana ja halkeaman etenemisnopeus. Murtumisanalyysistä on tullut tärkeä metalliosien vikojen analysoinnin väline.
4. Nikkelikorroosioilmiön (musta levy) havainnointi
Korroosiohalkeamien (mutahalkeamien) havainnointi murtumapinnalta ja lukuisten mustien pisteiden ja halkeamien esiintyminen nikkelikerroksen pinnalla kullanpoiston jälkeen viittaavat nikkelikorroosioon. Tarkkailemalla nikkelikerroksen poikkileikkauksen morfologiaa voidaan havaita jatkuvaa nikkelikorroosiota, mikä vahvistaa entisestään nikkelikorroosioilmiön olemassaolon huonosti juotettavassa levyssä ja IMC:n epänormaalin kasvun nikkelikorroosioalueella, mikä johtaa huonoon hitsattavyyteen.
