解析SEM_EDS分析原理及应用

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1、短评与介绍检验与测试ShortComment&IntroductionInspection&Test印制电路信息2012No.5解析SEM&EDS分析原理及应用翟青霞黄海蛟刘东刘克敢（深圳崇达多层线路板有限公司，广东深圳518132）摘要从原理和应用实例方面对SEM&EDS在PCB的制程控制中的应用做了简单介绍。关键词SEM；EDS；PCB制程；分析原理中图分类号：TN41文献标识码：A文章编号：1009-0096（2012）05-0066-05AnalysisthetheoryandapplicationofSEMandEDSanalyticalmethod

2、ZHAIQing-xiaHUANGHai-jiaoLIUDongLIUKe-ganAbstractThispapersimplyintroducedtheuseofSEMandEDSanalyticalmethodsduringthemanufacturingprocess,throughtheintroductionoftheoryandusingexamples.KeywordsSEM;EDS;PCBManufacturingProcess;Analysisprinciple1前言能快速、同时对各种试样的微区内的所有元素进行定性、定量分析。SEM&EDS在

3、定性、定量分析时，近年来，半导体大规模集成电路技术迅速发展，是利用束径（10~1）µm范围的高能电子束，激发出电子设备向着轻量化、小型化和多功能化方向转变，试样µm范围的各种信息，进行成份、形貌等分析。致使PCB加工层次也越来越高，产品对PCB导线覆盖成分分析的空间分辨率在立方µm范围，微区分析是的完整性及信号传输特性提出了更高的要求，PCB可其重要特点之一，它能将微区化学成份与显微结构靠性分析成为验证制作技术和品质的必要条件。对应起来，是一种显微结构的分析。SEM&EDS（扫描电子显微镜和X-射线能量色散谱方法）分析法以其先进的分析理念和高效准确的分2.1X

4、-射线能谱（EDS）分析原理析过程，已经被各个行业所应用。我国在1958年成功[3]2.1.1特征X-射线的产生地研制了第一台电子显微镜，SEM的景深大，放大倍率连续可变，适用于研究微小物体的立体形态和表特征X-射线的产生是入射电子使内层壳电子激面的微观结构；EDS可测元素范围大，且对分析物不发而发生的现象。当内层电子被轰击后跳到比费米造成损伤。能级高的能级上，电子轨道内出现的空位被外壳层以下将从原理和应用实例等方面对SEM&EDS在轨道的电子填入时，作为多余能量放出的就是特征PCB的制程控制中的应用做简单介绍。X-射线。高能级的电子落入空位时，要遵从所谓的选

5、择规则（SelectionRule），只允许满足轨道量子数2（SEM&EDS）分析原理简介l的变化Δl＝±1的特定跃迁。图1表示空位在内壳层SEM&EDS组合是应用最广的显微分析仪器，它1s轨道（K壳层）中形成时，由于L3向K跃迁，放出-66-印制电路信息2012No.5检验与测试短评与介绍ShortComment&IntrInspection&TestKα1的特征X-射线的过程。图2表示空位在K壳层和L2.1.2X能谱仪检测原理壳层中形成时产生的主要的特征X-射线。按照图2，X-射线谱仪的性能，直接影响到元素分析的可以用Kα1、Kα2等记号来表示特征X-射线

6、的种类，这灵敏度和分辨率，它的作用是测量电子与试样相互是西格巴恩（Siegbahn）表示方法，Kα1、Kα2等的特作用产生的X-射线波长（频率）和强度。对于试样征X-射线的能量相差很小而分不开时，就写成Kα1.2或产生的特征X-射线，有两种展成谱的方法：X-射者简单写成Kα。线能量色散谱方法（EDS：EnergyDispersiveX-ray特征X-射线具有元素固有的能量，所以，将它Spectroscopy）和X-射线波长色散谱方法（WDS：们展开成谱后，根据它的能量值就可以确定元素的WavelengthDispersiveX-raySpectroscopy）

7、。在分析种类。而且根据谱的轻度分析就可以确定其含量。电子显微镜中均采用探测效率高的EDS。另外，从空位在内壳层形成的激发状态变到基（1）光子能量检测过程态的过程中，除产生X-射线外，还放出俄歇电子。X-射线光子进入锂漂移硅Si(Li)探测器后，在晶一般来说，随着原子序数增加，X-射线产生的几率体内产生电子-空穴对。低温下，产生一个电子－空（荧光产额）增大，但是，与它相伴的俄歇电子的穴对平均消耗能量为3.8ev。能量为E的X-射线光子产产生几率却减小。因此，在分析试样中的微量杂质生的电子－空穴对为N＝E/3.8。电子-空穴对形成电元素时，EDS对重元素的分析特别

8、有效。压脉冲信号，探测器输出的电压脉冲