고장 분석에 주사전자현미경(SEM) 적용
주사전자현미경의 약칭은 주사전자현미경이며 영문약자는 SEM이다. 미세하게 집속된 전자빔을 이용하여 시료의 표면에 충격을 가하고, 전자와 시료의 상호작용에 의해 발생하는 2차 전자 및 후방 산란 전자를 통해 시료의 표면 또는 파단 형태를 관찰 및 분석합니다.
고장 분석에서 SEM은 광범위한 응용 시나리오를 가지고 있으며 고장 분석 모드를 결정하고 고장 원인을 찾는 데 중추적인 역할을 합니다.
작동 원리
주사전자현미경의 초점심도는 투과전자현미경의 10배, 광학현미경의 수백배이다. 이미지의 피사계 심도가 크기 때문에 스캔한 전자 이미지는 입체감이 넘치고 입체적인 모양을 갖습니다. 다른 현미경보다 더 많은 정보를 제공합니다.
전자 신호
2차 전자(SEI)는 입사 전자에 의해 충격을 받는 핵외 전자를 말합니다. 그것은 주로 표면에서 10nm 미만의 얕은 영역에서 나오며 샘플 표면의 미세한 지형을 효과적으로 표시할 수 있고 원자 번호와 거의 상관 관계가 없으며 일반적으로 샘플 표면의 지형을 특성화하는 데 사용됩니다.
후방 산란 전자(BEI)는 입사 전자가 샘플과 상호 작용한 후 다시 샘플 표면에서 탈출하는 고에너지 전자를 의미합니다. 후방 산란 전자는 2차 전자와 비교하여 시료의 원자 번호와 양의 상관관계가 있으며 수집 깊이가 더 깊어 주로 시료의 원소 특성을 반영하는 데 사용됩니다.
지식 수업
Q: 고장 분석이란 무엇입니까?
A: 소위 고장 분석은 고장 현상을 기반으로 정보 수집, 육안 검사, 전기 성능 테스트 등을 통해 고장 위치와 가능한 고장 모드, 즉 고장 위치를 결정합니다.
그런 다음 고장 모드에 따라 일련의 분석 방법을 채택하여 원인 분석 및 근본 원인 확인을 수행합니다.
마지막으로 분석 과정에서 얻은 테스트 데이터에 따라 분석 보고서를 작성하고 개선을 위한 제안을 제시합니다.
실제 분석 적용 사례
1. 금속간 화합물 IMC의 관찰 및 측정
용접은 연결 강도 요구 사항을 달성하기 위해 접합 표면에 형성된 합금 층, 즉 IMC 층에 의존해야 합니다. 확산에 의해 형성된 IMC는 접합부의 물리적 및 화학적 특성, 특히 기계적 특성 및 내부식성에 독특한 영향을 미치는 다양한 성장 형태를 가지고 있습니다. 또한 IMC가 너무 두껍거나 너무 얇으면 용접 강도에 영향을 미칩니다.
2. 인이 풍부한 층의 관찰 및 측정
화학적 니켈 금(ENIG)으로 처리된 패드의 경우 Ni가 합금화에 참여한 후 과도한 인이 합금층 가장자리에 농축되어 인이 풍부한 층을 형성합니다. 인이 풍부한 층이 충분히 두꺼우면 솔더 조인트의 신뢰성이 크게 저하됩니다.
3. 금속파괴분석
파단 형태를 통해 파단 시작, 파단 특성, 파단 모드, 파단 메커니즘, 파단 인성, 파단 과정의 응력 상태 및 균열 성장 속도와 같은 파단의 기본 문제를 분석합니다. 파손 분석은 금속 부품의 고장 분석을 위한 중요한 방법이 되었습니다.
4. 니켈 부식(흑판) 현상 관찰
부식균열(진흙균열)과 금박리 후 니켈층의 표면은 파단면에서 관찰되며 흑점과 균열이 다수 존재하여 니켈부식이다. 니켈 층 단면의 형태를 관찰하면 지속적인 니켈 부식이 관찰될 수 있으며 용접성 불량 판에 니켈 부식 현상이 있고 니켈 부식 부위의 IMC 성장이 비정상적이어서 용접성이 불량함을 추가로 확인할 수 있습니다.
