解析SEM_EDS分析原理及應(yīng)用

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1、短評與介紹檢驗(yàn)與測試ShortComment&IntroductionInspection&Test印制電路信息2012No.5解析SEM&EDS分析原理及應(yīng)用翟青霞黃海蛟劉東劉克敢（深圳崇達(dá)多層線路板有限公司，廣東深圳518132）摘要從原理和應(yīng)用實(shí)例方面對SEM&EDS在PCB的制程控制中的應(yīng)用做了簡單介紹。關(guān)鍵詞SEM；EDS；PCB制程；分析原理中圖分類號(hào)：TN41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-0096（2012）05-0066-05AnalysisthetheoryandapplicationofSEMandEDSanalyticalmethod

2、ZHAIQing-xiaHUANGHai-jiaoLIUDongLIUKe-ganAbstractThispapersimplyintroducedtheuseofSEMandEDSanalyticalmethodsduringthemanufacturingprocess,throughtheintroductionoftheoryandusingexamples.KeywordsSEM;EDS;PCBManufacturingProcess;Analysisprinciple1前言能快速、同時(shí)對各種試樣的微區(qū)內(nèi)的所有元素進(jìn)行定性、定量分析。SEM&EDS在

3、定性、定量分析時(shí)，近年來，半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路技術(shù)迅速發(fā)展，是利用束徑（10~1）μm范圍的高能電子束，激發(fā)出電子設(shè)備向著輕量化、小型化和多功能化方向轉(zhuǎn)變，試樣μm范圍的各種信息，進(jìn)行成份、形貌等分析。致使PCB加工層次也越來越高，產(chǎn)品對PCB導(dǎo)線覆蓋成分分析的空間分辨率在立方μm范圍，微區(qū)分析是的完整性及信號(hào)傳輸特性提出了更高的要求，PCB可其重要特點(diǎn)之一，它能將微區(qū)化學(xué)成份與顯微結(jié)構(gòu)靠性分析成為驗(yàn)證制作技術(shù)和品質(zhì)的必要條件。對應(yīng)起來，是一種顯微結(jié)構(gòu)的分析。SEM&EDS（掃描電子顯微鏡和X-射線能量色散譜方法）分析法以其先進(jìn)的分析理念和高效準(zhǔn)確的分2.1X

4、-射線能譜（EDS）分析原理析過程，已經(jīng)被各個(gè)行業(yè)所應(yīng)用。我國在1958年成功[3]2.1.1特征X-射線的產(chǎn)生地研制了第一臺(tái)電子顯微鏡，SEM的景深大，放大倍率連續(xù)可變，適用于研究微小物體的立體形態(tài)和表特征X-射線的產(chǎn)生是入射電子使內(nèi)層殼電子激面的微觀結(jié)構(gòu)；EDS可測元素范圍大，且對分析物不發(fā)而發(fā)生的現(xiàn)象。當(dāng)內(nèi)層電子被轟擊后跳到比費(fèi)米造成損傷。能級(jí)高的能級(jí)上，電子軌道內(nèi)出現(xiàn)的空位被外殼層以下將從原理和應(yīng)用實(shí)例等方面對SEM&EDS在軌道的電子填入時(shí)，作為多余能量放出的就是特征PCB的制程控制中的應(yīng)用做簡單介紹。X-射線。高能級(jí)的電子落入空位時(shí)，要遵從所謂的選

5、擇規(guī)則（SelectionRule），只允許滿足軌道量子數(shù)2（SEM&EDS）分析原理簡介l的變化Δl＝±1的特定躍遷。圖1表示空位在內(nèi)殼層SEM&EDS組合是應(yīng)用最廣的顯微分析儀器，它1s軌道（K殼層）中形成時(shí)，由于L3向K躍遷，放出-66-印制電路信息2012No.5檢驗(yàn)與測試短評與介紹ShortComment&IntrInspection&TestKα1的特征X-射線的過程。圖2表示空位在K殼層和L2.1.2X能譜儀檢測原理殼層中形成時(shí)產(chǎn)生的主要的特征X-射線。按照圖2，X-射線譜儀的性能，直接影響到元素分析的可以用Kα1、Kα2等記號(hào)來表示特征X-射線

6、的種類，這靈敏度和分辨率，它的作用是測量電子與試樣相互是西格巴恩（Siegbahn）表示方法，Kα1、Kα2等的特作用產(chǎn)生的X-射線波長（頻率）和強(qiáng)度。對于試樣征X-射線的能量相差很小而分不開時(shí)，就寫成Kα1.2或產(chǎn)生的特征X-射線，有兩種展成譜的方法：X-射者簡單寫成Kα。線能量色散譜方法（EDS：EnergyDispersiveX-ray特征X-射線具有元素固有的能量，所以，將它Spectroscopy）和X-射線波長色散譜方法（WDS：們展開成譜后，根據(jù)它的能量值就可以確定元素的WavelengthDispersiveX-raySpectroscopy）

7、。在分析種類。而且根據(jù)譜的輕度分析就可以確定其含量。電子顯微鏡中均采用探測效率高的EDS。另外，從空位在內(nèi)殼層形成的激發(fā)狀態(tài)變到基（1）光子能量檢測過程態(tài)的過程中，除產(chǎn)生X-射線外，還放出俄歇電子。X-射線光子進(jìn)入鋰漂移硅Si(Li)探測器后，在晶一般來說，隨著原子序數(shù)增加，X-射線產(chǎn)生的幾率體內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對。低溫下，產(chǎn)生一個(gè)電子－空（熒光產(chǎn)額）增大，但是，與它相伴的俄歇電子的穴對平均消耗能量為3.8ev。能量為E的X-射線光子產(chǎn)產(chǎn)生幾率卻減小。因此，在分析試樣中的微量雜質(zhì)生的電子－空穴對為N＝E/3.8。電子-空穴對形成電元素時(shí)，EDS對重元素的分析特別

8、有效。壓脈沖信號(hào)，探測器輸出的電壓脈沖