識別并解決潛在的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題
優(yōu)化生產(chǎn)工藝,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量
找出失效原因,并針對性地改進(jìn)生產(chǎn)工藝
降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效益。
一 掃描電鏡(SEM)原理
采用高能電子束逐點(diǎn)掃描樣品表面,通過(guò)收集二次電子(SE)、背散射電子(BSE)等信號,生成高分辨率(1-3 nm)的微觀(guān)形貌圖像。
優(yōu)勢:景深大(適合粗糙表面觀(guān)測)、三維立體成像能力、放大倍數可達百萬(wàn)倍。
能譜分析(EDS)原理
利用電子束激發(fā)樣品產(chǎn)生特征X射線(xiàn),通過(guò)能量色散譜儀解析元素種類(lèi)及含量,實(shí)現微區(μm級)成分的定性與半定量分析。
檢測限:0.1-1 wt%(取決于元素種類(lèi)及設備靈敏度)。
SEM-EDS聯(lián)用技術(shù)
同步實(shí)現形貌觀(guān)察與成分分析,支持點(diǎn)分析、線(xiàn)掃描、面分布(Mapping)模式,適用于材料失效機理的多維度解析。
二、檢測流程與關(guān)鍵參數
標準化操作流程
樣品制備:切割→研磨→拋光→導電處理(非導電樣品需噴金/碳鍍)→固定。
參數優(yōu)化:加速電壓(5-30 kV)、束流強度(1-10 nA)、工作距離(5-15 mm)。
數據采集:SEM圖像聚焦→EDS能譜采集→元素Mapping疊加分析。
失效分析典型流程
宏觀(guān)定位:通過(guò)光學(xué)顯微鏡或X射線(xiàn)定位失效區域。
微觀(guān)解析:SEM觀(guān)察裂紋/斷口形貌→EDS分析異常區域元素分布→結合BSE成像識別異相。
三、應用范圍與典型案例
金屬材料失效分析
斷口分析:區分韌性斷裂(韌窩形貌)與脆性斷裂(解理臺階),結合EDS驗證夾雜物或腐蝕產(chǎn)物。
腐蝕失效:Mapping分析腐蝕界面元素遷移(如Cl?在應力腐蝕中的富集)。
焊接缺陷:檢測焊縫氣孔、未熔合區域的元素偏析(如Al-Mg合金焊點(diǎn)氧含量異常)。
半導體與電子器件失效
導線(xiàn)鍵合斷裂:SEM觀(guān)察斷口形貌,EDS驗證污染(如硫元素導致銀遷移)。
芯片分層:BSE成像識別界面空洞,EDS分析殘留助焊劑成分。
涂層與表面處理評估
鍍層厚度測量:截面SEM成像+EDS線(xiàn)掃描分析元素梯度分布。
氧化膜失效:分析高溫氧化層成分(如Fe-Cr-Ni合金中Cr?O?保護層破裂)。
四、樣品基本要求與制備規范
通用要求
導電性:非導電樣品需噴金/碳鍍(厚度5-20 nm),避免荷電效應影響成像。
尺寸限制:最大樣品尺寸≤Φ100 mm(視設備型號而定),高度≤50 mm。
清潔度:無(wú)油污、粉塵,避免引入外來(lái)元素干擾EDS分析。
特殊樣品處理
斷面分析:需精密切割(如FIB)或離子拋光,確保斷面平整。
生物/高分子材料:需臨界點(diǎn)干燥或冷凍斷裂處理,防止形變。
五、技術(shù)優(yōu)勢與局限性
優(yōu)勢:微區分析能力(μm級)、成分-形貌同步關(guān)聯(lián)、快速成像(單區域分析<30 min)。
局限:EDS輕元素(H/He/Li)檢測困難、定量誤差±5%、樣品
座 機:0755-23324072
郵 箱:anpu@anpucn.com
地 址:廣東省深圳市寶安區松崗街道寶安大道8728號2、3樓
抖音二維碼
微信公眾號
微信客服