封装失效分析1.pdf

第二单元 集成电路芯片封装可靠性知识 郭小伟 第二单元 集成电路芯片封装可靠性知识 郭小伟 60 学时 第一章 可靠性试验 1 可靠性试验常用术语 试验名称试验名称 英文简称英文简称 常用试验条件常用试验条件 备注备注 温度循环 TCT T C 65 150 dwell15min 100cycles 试验设备采用气冷的方式 此 温度设置为设备的极限温度 高压蒸煮 PCT 121 100RH 2ATM 96hrs 此试验也称为高压蒸汽 英文 也称为 autoclave 热冲击 TST T S 65 150 dwell15min 50cycles 此试验原理与温度循环相同 但温度转换速率更快 所以比 温度循环更严酷 稳态湿热 THT 85 85 RH 168hrs 此试验有时是需要加偏置电压 的 一般为 Vcb 0 7 0 8BVcbo 此时试验为 THBT 易焊性 solderability 235 2 0 5s 此试验为槽焊法 试验后为 10 40 倍的显微镜下看管脚的 上锡面积 耐焊接热 SHT 260 10 1s 模拟焊接过程对产品的影响 电耐久 Burn in Vce 0 7Bvceo Ic P Vce 168hrs 模拟产品的使用 条件主要针 对三极管 高温反偏 HTRB 125 Vcb 0 7 0 8BVcbo 168hrs 主要对产品的 PN 结进行考核 回流焊 IR reflow Peak temp 240 225 只针对 SMD 产品进行考核 且 最多只能做三次 高温贮存 HTSL 150 168hrs 产品的高温寿命考核 超声波检测 SAT CSCAN BSCAN TSCAN 检测产品的内部离层 气泡 裂缝 但产品表面一定要平整 2 可靠性试验条件和判断 试验流程 VISUAL 1 1 F T 1 2 SAT 1 3 T C BAKE T H 1 4 REFLOW CLEAN AND RINSE IN DI WATER SAT 1 5 F T 1 6 VISUAL 1 7 2 T S 3 T C 4 PCT 5 THT 6 HSTL 125 24hr 1 有的客户不作要求 2 40 60 5cycles for L3 3 55 125 5cycles for L1 l2 L1 85 85 168hr L2 85 60 168hr L3 30 60 192hr 245 3times 40X optical microscope VISUAL VISUAL VISUAL VISUAL VISUAL F T F T F T F T F T 以客户为代表为例子 客户 1 precondition TCT 55 125 5cycles for L1 l2 L3 Ac Re 0 1 T S 55 125 5min 100cycles sample size 45 Ac Re 0 1 T C 55 125 10min 200cycles sample size 45 Ac Re 0 1 PCT 121 100 rh 15Psig 96hr sample size 45 Ac Re 0 1 THT 85 85 168 500 1000hrs sample size 45 Ac Re 0 1 客户 2 precondition T C 40 60 5cycles forL3 Ac Re 0 1 T S 55 125 5min 100cycles sample size 45 Ac Re 0 1 T C 65 150 10min 500cycles sample size 77 Ac Re 0 1 PCT 121 100 rh 15Psig 168hr sample size 77 Ac Re 0 1 THT 85 85 1000hrs sample size 77 Ac Re 0 1 HTSL 150 1000hrs sample size 77 Ac Re 0 1 HAST 130 85 rh 168hr sample size 77 Ac Re 0 1 客户 3 precondition T C 40 60 5cycles forL3 Ac Re 0 1 T S 55 125 5min 50cycles sample size 24 Ac Re 0 1 T C 65 150 15min 50cycles sample size 24 Ac Re 0 1 PCT 121 100 rh 15Psig 168hr sample size 24 Ac Re 0 1 HTSL 150 168hrs sample size 24 Ac Re 0 1 客户 4 precondition T C N A L1 Ac Re 0 1 T C 65 150 15min 100 500cycles sample size 45 Ac Re 0 1 PCT 121 100 rh 15Psig 168 336hr sample size 45 Ac Re 0 1 SOLDER DUNK 245 10SEC sample size 45 Ac Re 0 1 客户 5 QFP 做 precondition DIP 不做 precondition precondition T C N A L3 sample size 184 Ac Re 5 6 T C 65 150 15min 200 500cycles sample size 45 Ac Re 0 1 PCT 121 100 rh 15Psig 168hr sample size 45 Ac Re 0 1 HTSL 150 168 500 1000hrs sample size 45 Ac Re 0 1 SOLDER DUNK 245 5SEC sample size 15 Ac Re 0 1 样 品 目检 电性测试 可靠性试验 目检 电性测试 合格 异常报告书 纠正措施 失效分析 可靠性试验报告 SAT 检测 SAT 检测 工程部 见失效分析作 业程序 N Y 塑料密封等级塑料密封等级 塑料密封等级 在装配现场拆包后地面存放期 标准试验条件 LEVEL 1 在小于 30C 85 相对湿度无期限 85C 85 168 小时 LEVEL 2 在 30C 60 条件下 1 年 85C 60 168 小时 LEVEL 3 在小于 30C 60 条件下 1 周 30C 60 192 小时 加速 60C 60 40 小时 SAMPLE 50 塑料密封等级试验步骤 1 DC 和功能测试 2 外观检查 在 80 倍以上显微镜下检查 3 SAT 扫描 4 BAKE 125C 24 小时 5 做 LEVEL 相应条件的试验 6 在 15 分钟后和 4 小时内做 3 次回流焊 注意温度曲线必须提供和符合 JEDEC 标准 7 外观检查 在 80 倍以上显微镜下检查 不可以有裂缝 8 DC 和功能测试 注意如果无法通过测试要验证是否和塑料密封有关部门 9 可以做 BAKE 150C 24 小时 冷却 2 小时后做未通过产品的功能测试来验证 10 SAT 扫描 判断依据 A 芯片表面不可有离层 B 镀银脚精压区域不可有离层 C 产品内部不可有进水后离层图像 图形上表现该有图像却隐隐约约或同被划伤的痕 迹 D 引脚与引脚之间在胶体内部分 离层相连的面积不可超过胶体正面面积的 10 或引 脚通过离层相连的脚数不可超过引脚总数的 1 5 E 芯片四周导电胶造成的离层不可超过胶体正面面积的 10 集成电路封装在设计过程中可靠性的考虑集成电路封装在设计过程中可靠性的考虑 封装所用主要材料 磨划片所用薄膜 型号 纯度 厚度 粘度 引线框架 材质 厚度 防拖性 电性能 传热性 热膨胀系数 镀层材 料 镀层厚度 镀层质量 芯片粘接剂 型号 电性能 传热性 抗疲劳 热膨胀系数 装片牢度 焊线 型号 HAZ 电性能 传热性 拉力 弧度 塑封料 型号 热硬度 传热性 电性能 玻璃化温度 线膨胀系数 离 子纯度 填料比例 吸水率 抗弯强度 粘结力 阻燃性 对应封装别水 汽敏感等级 电镀成份 SN Pb 的比例 集成电路封装在设计过程中可靠性的考虑 封装工艺控制要关注的方面 磨片进刀速度 转速 磨片厚度 去离子水电导率 划片进刀速度 转速 切割深度 防静电措施 装片压力 顶针 吸嘴 银浆头的选用 球焊第一点参数 焊针的选用 温度 弧度 塑封模具的设计如顶杆位置 脱模角度 侧面粗糙度及塑封温度 压强 速度 后固化温度 时间 冲塑刀片与胶体的距离 电镀去飞边工艺 电镀电流 前处理 后处理 镀液成份 切筋成形时产品胶体受力情况的监控 显微镜和 SAT 共面性 防静电 对薄形产品激光打印打印深度的控制 对薄形但面积较大胶体产品真空包装 封装工艺控制要关注的方面 球焊后合理的金线拉力下限 集成电路封装中球焊后金线拉力最低要求 应该考虑金线在塑封时的受力 情况 和运输及操作时的合理振动 金线在塑封时的受力不仅与金线的长度 直径有关 还与塑封料的粘度 塑封时的注射速度有关 并与塑封产品的几何尺 寸 注胶口的形状和尺寸等诸多因素有关 应该按照不同封装形式的产品给出球 焊后金线拉力最低要求 并给出最佳的范围 下面是我们对不同封装别 均指传统模要求 拉力的模拟计算结果 部分 内容 在实际工艺标准控制中对 25 微米的金线拉力下限我们建议通常可以是 5g 集成电路封装在设计过程中可靠性的考虑 封装工艺控制要关注的方面 超声 SAT 超声图片观察和判断 芯片表面不可有离层 镀银脚精压区域不可有离层 产品内部不可有进水后离层图像 图形上表现该有图像却隐隐约约或同被 划伤的痕迹 引脚与引脚之间在胶体内部分 离层相连的面积不可超过胶体 正面面积的 20 或引脚通过离层相连的脚数不可超过引脚总数的 1 5 芯片四周导电胶造成的离层在做可靠性试验通过或做 Bscan 时未超出芯 片高度的 2 3 不判为不合格 判断超声图片时要以波形为准 要注意对颜色黑白异常区域的波形检查 下面的图片均为不正常 集成电路封装常用可靠性试验对应的缺点项目 第二章 失效分析 第二章 失效分析 1 集成电路封装失效分析的常规流程 1 接受分析请求 2 在数据库中登记 3 收集相关的信息 4 对失效的产品确认 5 对漏电流超差的产品在 125 度 150 度的温度下烘烤 2 小时 再测试是否通过 对功能失效的产品在125度 150度的温度下烘烤24小时 再测试是否通过 6 在 80 倍显微镜下检查外观 7 开短路测试 检查对应 PIN 是否开短路或对应内阻异常 8 X RAY 检查打线情况 9 C SAM 检查分层情况和内部气泡 10 Decapsulation 开帽 or Cross section 做对应分层区域横切面 11 检查芯片表面 球状质量 裂缝 扫描电子显微镜 SEM 检查焊点形貌 结构 沾污 腐球后检查是否有压区凹陷 12 更多的检查方法和试验方案 13 结论和图片记录在数据库中 14 出具报告 15 存入档案 2 集成电路封装失效分析的常用方法 1 立体或金相显微镜下检查形貌 结构 2 开短路测试 检查对应 PIN 是否开短路或对应内阻异常 3 X RAY 检查打线情况 焊点错位 碰线 塌丝 球脱 点脱 4 C SAM 检查分层情况和内部气泡 5 扫描电子显微镜 SEM 检查焊点形貌 结构 6 红外热像仪检查温度分布 集成电路封装失效分析的常用方法还有 表面形貌 表面轮廓仪 Surface profiler 器件 电路板变形等 激光轮廓仪 Laser profiler 焊膏印刷尺寸 引脚平整度等 扫描超声显微镜 C SAM 各种行貌观测 力学性能 推力 拉力 shear pull test 焊线 贴片 焊接力学性能等 材料试验机 Mircotester 材料力学性能等 粘度计 Viscosity measurement 焊膏 贴片胶粘度测量等 成份分析 化学分析 CA 定量分析焊料主成份 助焊剂 稀释 剂中卤素含量 封装 组装用金属合金材料的主成份等 电子能谱 波谱 EDX WDX 半定量分析元素成份 杂质含量 微区成份 等 卢瑟辐背散射 RBS 分析镀层成份 厚度等 等离子发射光谱 ICP 定量分析焊料杂质成份等 X 射线荧光分析 镀层成份 厚度等 热力学 扫描差热分析 DSC 分析贴片胶等的玻璃化转变温度 焊料熔点等 热天平 TGA 分析胶等材料固化过程的挥发 助焊剂挥 发等 热机械分析仪 TMA 测量热膨胀系数 玻璃化转变温 度等 动态热机械分析 DMA 测量杨氏模量 玻璃化转变温度 等 结构 透射电子显微镜 TEM 焊点微观缺陷 微结构 物相鉴定等 富立叶变换红外光谱 FTIR 分析有机物如助焊剂残留等 拉曼光谱 Raman spectroscopy 分析有机物如助焊剂残留等 3 集成电路封装常规失效的可能原因 silicon substrate 硅基体硅基体 deformation 变形 strain 应力 wrap 翘曲 scratch 擦伤 resistivity 电阻率 crystal defect 晶体缺点 dislocation 断层 stacking fault 层错 contamination 污染 surface contamination 表面污染 heavy metals 重金属污染 carbonoxygen 碳氧化物 oxide film formation 氧化膜薄层氧化膜薄层 contamination 污染 interface state 界面态 alkaline ion 碱金属离子 defect 缺点 crack 裂缝 pinhole 针孔 process induced defect 过程诱生缺陷 film thickness 薄膜厚度 non uniformation 厚度不均 excess insufficiency 超过范围 shape 形状 steped oxide film 阶梯式氧化膜 film quality 膜质量 photolithography 照相平板照相平板 mask 光掩模板 misalignment 未对准 scratch 划伤 dust 沾污 photo resist 照相阻抗 adhesive 粘着性 pinhole 针孔 crack 裂缝 residue 残存物 foreign particles 外来小颗粒 etching 蚀刻 undercut 过蚀 insufficiency 不足 temperature 温度 chemical residue 化学残余物 exposure development 暴光程度 EXCESS insufficiency 过头 不足 junction formation 接合处构造接合处构造 diffusion 扩散 thermal stress 热应力 depth 深度 bulk destruction 大量失效 interface state 界面态 stacking fault 层错 dislocation 断层 ion implantation 离子注入 annealing 退火 implanted dose 注入的剂量 metallization 金属化金属化 thickness 厚度 adhesive 粘着性 step coverage 阶梯式覆盖 defect 缺点 scratch 擦伤 void 空洞 hillock 小丘 electron migration 电迁徙 contamination 沾污 corrosion 腐蚀 adhesion 粘着力 defective contact 接触不量 misalignment 未对准 soil 粘污 al penetration 铝渗透 die bonding 装片装片 material mismatch 材料失配 gas generation 气体产生 solid overflow 固体粒子超值 floating foreign particles 漂浮的外来粒子 thermal strain 热应力 cracked chip 芯片破裂 inadequate strength 强度不够 void 空洞 temperature 温度 surface contamination 表面沾污 表面压伤 吸嘴与芯片接触面积过大 吸嘴沾污 装片膜过粘 真空过大 芯片破裂 装片压力过大 背面顶针面积过小 背面顶针顶出过高 导电胶量过多 少 不均 背面接触不良 wire bonding 球焊球焊 wire scrap 金线残留 misalignment 球焊飘移 pressure 球焊压力 crack 裂缝 insufficient strength 强度不够 contamination 沾污 inadequate strength 强度不够 temperature abnormal alloying 异常合金 wire condition 金线条件 abnormal loop 弧度异常 scratch 擦伤 inadequate tail processing 线尾处理不当 sealing 封装封装 stress to wire 金线冲力 thermal stress 热应力 wire drift 金线冲移位 wire breakage due to void 气孔界面力造成金线冲断 resin strain 树脂应力 chip strain 芯片受损 cracked chip 芯片破裂 seal 包封 adhesion to frame 对框架的粘着力 分层 void 气孔 crack 破裂 foreign particles 外来小颗粒 surface contamination 表面沾污 solder 焊料 internal gas 内部气孔 impurities 不洁净 humidity 湿气 Alpha particles 粒子 other processes 其它过程其它过程 poor solderability 可焊性 external lead 外引脚 bend 弯曲 breakage 缺损 die separation 产品分离 contamination 沾污 crack 裂缝 adhesion to frame 胶体对体内框架的粘着力 分层 plating 镀层 rust 腐蚀 residue 锡渣 whisker 锡须 oxidation 氧化 operating environment 作业环境作业环境 cosmic ray 射线 radiation 辐射 radiography X 射线 mechanical stress 机械受力 shock 冲击 vibration 振动 assembly ultrasonic clean 超声 soldering heat 焊接热 atmosphere 大气 atmospheric pressure 大气压力 humidity 湿气 gas 气体 temperature 温度 voltage current 电压电流 surge 浪涌 noise 噪声信号 static electricity 静电 4 开帽方法 4 开帽方法 原理 高分子的树脂体在热的浓硝酸作用下 被腐去变成易溶于丙酮的低分子化 合物 在超声作用下 低分子化合物被清洗掉 从而露出芯片表层 开帽方法 取一块不锈钢板 上铺一层薄薄的黄沙 对于树脂体薄的产品不 必放沙 放在电炉上加热 砂温要达 100 120 度 将产品放在砂子上 芯片面向 上 用吸管吸取少量的发烟硝酸 浓度 98 滴在树脂体表面 这时树脂表面 起化学反应 且冒出气泡 待反应稍止再滴 这样连滴 5 10 滴后 用镊子夹住 放入盛有丙酮的烧杯中 在超声机中清洗 2 5 分钟后 取出再滴 如此反复 直 到露出芯片为止 最后以大量清水超声清洗 注意 A 所有一切操作均应在通风柜中进行 且要戴好防酸手套 B 产品开帽越到最后越要少滴酸 多清洗 以避免过腐蚀 C 清洗过程中注意镊子勿碰到金丝和芯片表面 以免擦伤芯片 D 根据产品或分析要求有的开帽后要露出芯片下面的导电胶 有的则 不必 E 最后以纯水和丙酮反复轮流超声清洗产品 以洗去丙酮和硝酸 最 后在滤纸上风干 5 超声原理 超声扫描显微镜 SAM Scanning Acoustic Microscope 超声波 频率超过 20KHz 的声波 超声波的典型特征 碰到气体 离层 就 100 全反射 在物质的分界面产生反射 由于波长很短 所以和光一样是直射传播的 横波 传播方向与振动方向垂直 不能在液体或气体中传播 50 50 50 50 100 100 Die EMC 纵波 传播方向于振动方向相同 可在液体中传播 超声波的优势所在 可发现裂缝的最小厚度为 0 13 微米 可测量失效区域的尺寸 位置 形状 可以实时检测 安全 对人体无害 超声波弱点 表面粗糙或内部有气泡 球状物 如塑料泡沫 的样品检测较困难 必须以液体为传播媒介 常用检测集成电路的项目 离层 芯片裂缝 胶体裂缝 气泡等 检测原理图 检测方法 A SCAN A SCAN B SCAN B SCAN C SCAN T SCAN T SCAN 对扫描图像的分析 对扫描图像的分析 反射比率的计算 反射比率的计算 下面是不同材质反射率表 下面是不同材质反射率表 用透射的方法来分析 用透射的方法来分析 不同检测方法的对比和运用顺序 不同检测方法的对比和运用顺序 离层的原因 离层的原因 6 SEM 和 EDX 电子显微镜 S 3000N 使用规范 SEM 开机 请依照下列程序开启电子枪体及操作系统 我们可由以下整理齐全 的开机程序来进行开机 1 开起冷却循环水 确认水流量设定在 1 至 1 5 公升 分钟 的流量 水流量计在电子枪体之左侧 2 打开 NFB 在配电盘上 主电源开关 3 打开 EVAC POWER 真空系统电源开关 打开后 RP 会开始运转 真空操作面板上的 LOW 指示灯及 WAIT 指示灯会亮 4 将真空控制板上的 EVAC AIR 按键 押至 EVAC 位置 NOTICE 大概约 20 分钟左右 WARM UP 灯会熄灭 自动真空系统激活 抽至高真空时 HIGH 的指示灯会亮 5 将 DISPLAY POWER 开关打开 6 PC 进入 Windows NT Workstation Version 4 00 版之操作系统 7 然后出现讯息指示 Press Ctrl Alt Delete to log on 出现在屏幕上 即按下 Ctrl Alt 和 Delete 键在键盘上同时按下 8 上步骤 7 做完之后 下一步会进入 user name 及 Password 输入正确的使用 者名称及密码注册后 随及进入操作画面 使用者名称 PC SEM 密 码 没有设定 user name 和 passward 设完成后将 OK 按下即可进入 SEM 样品置换 1 当加速电压在打开时 请确认 HV 是否关掉 若无将 HV OFF 2 在真空控制板上 EVAC AIR 按键 押至 AIR 此时 LOW 的指示灯亮 真空室内进入空气 样品室将会破真空 3 顺着样品台轨道慢慢轻柔的将样品座拉出 NOTICE 在取出样品座之前 请选确定样品座上的五轴是否有归至所 指定的位置 请参照机台上样品座之标示位置做调整 4 将样品放置于样品座上面顺时针旋紧至固定牢靠 5 将放置好样品的样品台 推回主体之样品室内 后将 EVAC AIR 之开关切至 EVAC NOTICE 如果背向散射电子侦测器是在放入的位置 注意 轴 W D 的位置在 10mm 至 35mm 和 T 轴是 0 再进入样品室内 6 等待高真空 High 指示灯亮起 大约 3 到 4 分钟 7 当真空计于操作屏幕上颜色出现蓝色 则 HV 的按键出 现于工作列上 此时可加加速电压然后操作观察影像 SEM 影像观察 请依照下列步骤来影像之观察 1 输入信号的选择 高真空模式 SE BSE 或低真空模式 BSE 2 加速电压设定 3 影像亮度对比调整 4 焦距粗调整 5 观察区域选择 6 放大倍率调整 7 像差补正调整 8 焦距细调整 9 成品拍照完成 SEM 关机 1 当有加速电压 Vacc ON 时 将 HV 按下把加速电压关掉 2 拉下 File 窗口 选择 Exit 结束 S 3000N 应用软件 也可押 右上角关闭 3 然后按照一般计算机的软件关机程序 在 start 窗口中 选择 shut Down U 会出现 Shut down the computer 的讯息时 选 YES 之后会出现 It is now safe to turn off your computer 的讯息在屏幕上 4 真空控制面板选择 EVAC 之位置 将真空抽至 high 绿灯亮 状态 5 先关掉 DISPLAY 开关后 再关 EVAC 开关 6 关闭 NFB 在配电盘上 主电源开关 7 等待约 20 分钟 冷却 diffusion 泵浦 再关闭冷却循环水 能量分布式 X ray 元素分析仪 HORIBA EMAX ENERGY 使用规范 能量分布式 X ray 元素分析仪 HORIBA EMAX ENERGY 使用规范 EDX 开机前准备事宜 EDX 开机前准备事宜 1 检查 X ray Detector 的液态氮 LN2 是否足够 不足时请添加 液态氮 LN2 添加方式 1 请先确定 EDX 的计算机及 EMAX 主机之电源已确实关闭 2 Detector 内的液态氮 LN2 尚有时 请直接添加满 立即可使用 3 Detector 内的液态氮 LN2 干掉时 请依下列步骤添加 a 请先将 Detector 桶内的水分除去 使内部干燥 b 并确定液态氮 LN2 已干掉超过 24 小时 c 用每十分钟加一公升 1 公升 10 分钟 的速率添加 d 添加至一小时后 可直接加满 再一小时后便可使用 3 原厂建议每一周固定两次添加满液态氮 LN2 避免因液态氮 LN2 干 掉 导致 X ray Detector 的 Resolution 变差 2 请确定机台的电源供应正常 电源插头无松脱 3 请确定机台所有的连接头 Connector 连接正常 接头无松脱 4 请确定打印机的墨水及纸是否足够 不足时请更新及补充 EDX 开机 EDX 开机 请依照下列程序开启电源及操作系统 1 确认 X ray Detector 内的液态氮 LN2 是否足够 2 打开 EMAX 电源开关 在黑色延长线组上 3 此时计算机 屏幕 EMAX 主机同时被开启 4 将 Printer 开关打开 5 PC 进入 Windows NT Workstation Version 4 00 版之操作系统 6 然后出现讯息指示 Press Ctrl Alt Delete to log on 出现在屏幕上 即按下 Ctrl Alt 和 Delete 键在键盘上同时按下 7 输入使用者名称及密码后 进入 Windows NT 画面 user name Administrator Password 没有设定 user name 和 password 输入完成后 按下 OK 即可进入 8 按两次桌面上的图标 或按 START PROGRAM Horiba EMAX 进入 EDX 操作画面 9 将 X ray Detector 移动至分析位置 2 5cm 关机 关机 2 拉下 File 窗口 选择 Exit 结束 EMAX 应用软件 也可押右上角关闭 2 然后按照一般计算机的关机程序 在 start 窗口中 选择 shut Down U 出现 Shut down the computer 的讯息时选 YES 之后会出现 It is now safe to turn off your computer 的讯息在屏幕上 4 关掉 EMAX 电源开关 在黑色延长线组上 此时计算机 屏幕 EMAX 主 机同时被关掉 5 将 Printer 开关关掉 6 将 X ray Detector 移动至最后位置 EDX 样品置换 EDX 样品置换 1 当 SEM 加速电压在打开时 请确认 HV 是否关掉 若无将 HV OFF 2 在真空控制板上 EVAC AIR 按键 押至 AIR 此时 LOW 的指示灯亮 真空室内进入空气 样品室将会破真空 3 顺着样品台轨道慢慢轻柔的将样品座拉出 NOTICE 在取出样品座之前 请选确定样品座上的五轴是否有归至所 指定的位置 请参照机台上样品座之标示位置做调整 4 将样品放置于样品座上面顺时针旋紧至固定牢靠 5 将放置好样品的样品台 推回主体之样品室内 后将 EVAC AIR 之开关切至 EVAC NOTICE 如果背向散射电子侦测器是在放入的位置 注意 轴 W D 的位置在 10mm 至 35mm 和 T 轴是 0 再进入样品室内 6 等待高真空 High 指示灯亮起 大约 3 到 4 分钟 7 当真空计于操作屏幕上颜色出现蓝色 则 HV 的按键出 现于工作列上 此时可加加速电压然后操作观察影像 EDX 开机后操作画面如下 EMAX Analyzer EDX 开机后操作画面如下 EMAX Analyzer 此画面分成两部份 左边是操作导航流程图 依不同的分析流程 如下 1 Analyzer X ray 图谱收集 定性 定量及报告打印 2 Point ID 点分析及点定性 EX 300 EX 400 才有此功能 3 Mapping Image 影像收集 X ray Mapping 及 X ray Line scan 右边是各个流程的内容 此内容显示目前操作导航流程图中选择正在使用步骤的基本功能 操作导航流程图 操作导航流程图 此部份请先选择下方的功能 Analyzer or Point ID or Mapping 这个操作导航流程图将清楚 地导引使用者进行分析流程中的 每一个步骤 介着鼠标按到的小 方块功能简单地进行分析 当使 用者按到小方块 这些各个项目 小方块的底色意义如下 1 黄色 目前正在分析使用的步 骤 2 浅蓝色 使用者可以进行下一 个分析使用的步骤 3 灰色 未依流程目前无法选择 使用的步骤 4 深蓝色 Option 功能 X ray 图谱收集 定性 定量及报告打印分析步骤 X ray 图谱收集 定性 定量及报告打印分析步骤 首先请按下图标 此时操作导航流程图显示 Analyzer 的功能 请依照下列步骤来分析 ProjectProject 项目信息 启始一个新的空白项目 立即显示各项目功能 进入 HELP 使用手册 在这里键入Project 名称 可依样品种类 命名 使用者资料备注处 可依需求 输入 不输入也可 项目资料备注处 可依 需求输入 不输入也可 输入 Keyword 可帮助 寻找 Project SampleSample 样品信息 启始一个新的样品名称 立即显示各项目功能 在这里键入样品名称 可依样品种类命名 若样品有编码 可记录在这里 样品资料备注处 可依需求输入 不输入也可 已知样品类别设定 样品已经拋光前处理 请打勾 样品已经镀膜前处理 请打勾并选择镀膜元素 Microscope SetupMicroscope Setup 这个步骤的主要目的 是在使用者开始要收集 光图谱资料以前 先设定电子显 微镜条件 使EDX得到一个适当 光的收集比率 Acquisition Rate 及Dead time 开始图谱收集 每隔数秒重新开始图谱收集 停止图谱收集 Process time 这是脉波处理器 处理来自EDX检测器的 ray信号所花费的时间 Process time可设 1 到 6 透过选择不同Process time可减少不同的噪声 Process time较长时 5 or6 噪声较低 图谱Peak也较狭窄尖锐 shape 正常使用请设于 5 决定了欲分析的SEM样品位置后 押 开始收集图谱 同时 调整 SEM的条件 BEAM CURRENT or CONDENSER LENS 使EDX的X ray收集条件如 下 Acquisition rate 1 0kcps 2 0kcps之间 Dead time 小于40 重要事项 请注意SEM的工作距离 WD 为15mm 注 cps 每秒收到X ray的个数 是收集X ray速率的单位 若使用低真空模式时 请打勾 Quant OptimizationQuant Optimization 半定量分析最佳化校正 请先将随机台附的Co标准样品 放入SEM内观察Co标准样品表面 并在Microscope Setup 步骤中 使EDX的X ray收集条件如下 Acquisition rate 1 0kcps 2 0kcps之间 Dead time 小于40 重要事项 请注意SEM的工作距离 WD 为15mm 押 开始图谱收集 直到自动停止 再押即完成 注 此步骤不须常常做 三个月一次即可 Acquire SpectraAcquire Spectra 收集图谱 当 EDX 样品分析的位置区域倍率焦聚确定 而且在 Microscope Setup 步骤中 X ray 的收集条件已经达成 就可以在此步骤收集正式 EDX 图谱 开始图谱收集 停止图谱收集 重复使用同一个图谱编号收集图谱 图谱收集设定如下 请依照此参数设定 Live time seconds 欲收集图谱的总时间 Process time x ray 处理速率 Spectrum range keV 图谱显示的区域 Number of channels 总信道数 此为收集情形显示 无须设定 CompareCompare 图谱比较 请选择被比较的图谱 全部可比较的图谱 目前有比较的图谱 请使用 选择 及 移除 来更改图谱 各个图标功能如下 各个图谱分格比较 用不同颜色区分图谱 2D 线方式比较 用不同灰阶区分图谱 3D 线方式比较 显示元素名称 长方条表示方式比较 将 Cursor 位置的各个图谱高度等高化 Confirm ElementsConfirm Elements 确认元素 请选择图谱 将周期表内被选的元素增加至上方图谱 将周期表内被选的元素从上方图谱移除 自动判别图谱内的元素 清除所有的元素 手动利用光标点选图谱内的 peak 再从有可能的元素表内选元素 押此键后 再从周期表内点选元素 可看到此元素的内容 QuantQuant 定量分析 请选择图谱 此步骤由 DES 应用软件 依的参数设定自动计算 因此 只需选择下方项目 查看不同格式的结果 Quant SetupQuant Setup 定量参数设定 请依上方选项设定 不需改变 StandardizeStandardize 标准样品设定 此步骤是全定量时的标准样品数据库设定 一般使用者不需设定此步骤 因 为一般使用者用半定量分析 样品数据库由 EDX 应用软件提供 ReportReport 打印报告 请选择报告格式 请选择影像 请选择图谱 从打印机印出报告 报告转成 HTML 格式檔 报告转成 Word 格式檔 影像收集 X ray Mapping X ray Linescan 及报告打印 影像收集 X ray Mapping X ray Linescan 及报告打印 请按下图标 此时操作导航流程图显示 Mapping 的功能 请依照流程图步骤来分析 ProjectProject 项目信息 SampleSample 样品信息 Microscope SetupMicroscope Setup 电子显微镜设定 上面三步骤同方式 请使用 者参考前面的内容 Site of InterestSite of Interest 影像收集 请输入SEM所使用的倍率 请输入SEM所使用的加速电压 设好倍率及加速电压后 请按此键 Apply 开始影像收集 放大 停 止 影 像 收 集 缩小 调整明亮及对比 区域测量 Image SetupImage Setup 影像参数设定 选 择 影像分辨率 选 择 影像收集速度 选 择 影像储存画数 选 择 影像收集次数 SmartMapSmartMap X ray Mapping X ray Linescan 分析 开始X ray收集 停止X ray收集 选取部分区域 mapping 分析 全区域 mapping 分析 Linescan 分析 并且请在影像上任取两点 SmartMap SetupSmartMap Setup Mapping 参数设定 选择 Mapping 分辨率 选择 Process Time 速 度 选择收集时间方式 直 到按 才停 止 X ray 收集 或固定 Frames 数 选择收集次数 Element MapsElement Maps Mapping 分析 显示影像及全部 Mapping 元素 调整明亮及对比 显 示 单 一Mapping元 素 回复原始明亮及对比 选择全部 Mapping 元素 清除选择 将 Mapping 元素重叠在影像上 减少 Mapping 的分辨率 检视 Linescan 结果 并可调整 Linescan 宽度 Element LinescanElement Linescan Linescan 分析 显示全部元素或单一元素 将被选择的元素放到最后位置 将 Linescan 平滑化 将全部元素重叠的 Linescan 用不同方式显示 Element SetupElement Setup 元素设定 选取欲作 mapping 的元素 将周期表内被选的元素移除 清除所有的元素 手动利用光标点选图谱内的 peak 再从有可能的元素表内选元素 押此键后 再从周期表内点选元素 可看到