[導讀] 7.X射線能譜分析 上面所說的掃描電鏡一般都配有X射線能譜儀。當高能的電子束撞擊樣品表面時，表面物質的原子中的內層電子被轟擊逸出，外層電子向低能級躍遷時就會激發(fā)出特征X射

7.X射線能譜分析 

上面所說的掃描電鏡一般都配有X射線能譜儀。當高能的電子束撞擊樣品表面時，表面物質的原子中的內層電子被轟擊逸出，外層電子向低能級躍遷時就會激發(fā)出特征X射線，不同元素的原子能級差不同而發(fā)出的特征X射線就不同，因此，可以將樣品發(fā)出的特征X射線作為化學成分分析。同時按照檢測X射線的信號為特征波長或特征能量又將相應的儀器分別叫波譜分散譜儀（簡稱波譜儀，WDS）和能量分散譜儀（簡稱能譜儀，EDS），波譜儀的分辨率比能譜儀高，能譜儀的分析速度比波譜儀快。由于能譜儀的速度快且成本低，所以一般的掃描電鏡配置的都是能譜儀。 

隨著電子束的掃描方式不同，能譜儀可以進行表面的點分析、線分析和面分析，可得到元素不同分布的信息。點分析得到一點的所有元素；線分析每次對指定的一條線做一種元素分析，多次掃描得到所有元素的線分布；面分析對一個指定面內的所有元素分析，測得元素含量是測量面范圍的平均值。 

在PCB的分析上，能譜儀主要用于焊盤表面的成分分析，可焊性不良的焊盤與引線腳表面污染物的元素分析。能譜儀的定量分析的準確度有限，低于0.1%的含量一般不易檢出。能譜與SEM結合使用可以同時獲得表面形貌與成分的信息，這是它們應用廣泛的原因所在。 

8.光電子能譜（XPS）分析 

樣品受X射線照射時，表面原子的內殼層電子會脫離原子核的束縛而逸出固體表面形成電子，測量其動能Ex,可得到原子的內殼層電子的結合能Eb,Eb因不同元素和不同電子殼層而異，它是原子的“指紋”標識參數(shù)，形成的譜線即為光電子能譜（XPS）。XPS可以用來進行樣品表面淺表面（幾個納米級）元素的定性和定量分析。此外，還可根據(jù)結合能的化學位移獲得有關元素化學價態(tài)的信息。能給出表面層原子價態(tài)與周圍元素鍵合等信息；入射束為X射線光子束，因此可進行絕緣樣品分析，不損傷被分析樣品快速多元素分析；還可以在氬離子剝離的情況下對多層進行縱向的元素分布分析（可參見后面的案例），且靈敏度遠比能譜（EDS）高。XPS在PCB的分析方面主要用于焊盤鍍層質量的分析、污染物分析和氧化程度的分析，以確定可焊性不良的深層次原因。 
 

9.熱分析差示掃描量熱法（Differential Scanning Calorim-etry） 

在程序控溫下，測量輸入到物質與參比物質之間的功率差與溫度（或時間）關系的一種方法。DSC在試樣和參比物容器下裝有兩組補償加熱絲，當試樣在加熱過程中由于熱效應與參比物之間出現(xiàn)溫差ΔT時，可通過差熱放大電路和差動熱量補償放大器，使流入補償電熱絲的電流發(fā)生變化。 

而使兩邊熱量平衡，溫差ΔT消失，并記錄試樣和參比物下兩只電熱補償?shù)臒峁β手铍S溫度（或時間）的變化關系，根據(jù)這種變化關系，可研究分析材料的物理化學及熱力學性能。 DSC的應用廣泛，但在PCB的分析方面主要用于測量PCB上所用的各種高分子材料的固化程度、玻璃態(tài)轉化溫度，這兩個參數(shù)決定著PCB在后續(xù)工藝過程中的可靠性。 

10.熱機械分析儀（TMA） 

熱機械分析技術（Thermal Mechanical Analysis）用于程序控溫下，測量固體、液體和凝膠在熱或機械力作用下的形變性能，常用的負荷方式有壓縮、針入、拉伸、彎曲等。測試探頭由固定在其上面的懸臂梁和螺旋彈簧支撐，通過馬達對試樣施加載荷，當試樣發(fā)生形變時，差動變壓器檢測到此變化，并連同溫度、應力和應變等數(shù)據(jù)進行處理后可得到物質在可忽略負荷下形變與溫度（或時間）的關系。根據(jù)形變與溫度（或時間）的關系，可研究分析材料的物理化學及熱力學性能。TMA的應用廣泛，在PCB的分析方面主要用于PCB最關鍵的兩個參數(shù)：測量其線性膨脹系數(shù)和玻璃態(tài)轉化溫度。膨脹系數(shù)過大的基材的PCB在焊接組裝后常常會導致金屬化孔的斷裂失效。 

由于PCB高密度的發(fā)展趨勢以及無鉛與無鹵的環(huán)保要求，越來越多的PCB出現(xiàn)了潤濕不良、爆板、分層、CAF等等各種失效問題。介紹這些分析技術在實際案例中的應用。PCB失效機理與原因的獲得將有利于將來對PCB的質量控制，從而避免類似問題的再度發(fā)生。 




 

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