Phân tích bề mặt mối hàn nối bằng thiếc không chì với EPMA-8050G

Hình 1 - Ảnh trên kính hiển vi quang học của bề mặt Mối hàn/Lớp mạ điện phân Ni-P

Bề mặt Mối hàn/Lớp mạ điện phân Ni-P

Trong các mối hàn trên bảng mạch in (PWB), một lớp mạ Ni-P được phủ lên các điện cực Cu. Hình 1 cho thấy thành phần của mỗi lớp giữa mạch in và các linh kiện điện tử được gắn trên đó. Hình 2 thể hiện kết quả phân bố được phóng đại của vùng trong khung màu đỏ ở Hình 1. Hình này cho thấy bề mặt mối hàn nối và lớp mạ điện phân Ni-P. Có thể hiểu rằng các hợp chất điện tử hỗn tạp dạng cây của Ni, Cu, Sn và một lớp giàu P đã hình thành ở khu vực này. Hình 3 cho thấy kết quả phân bố được phóng đại cho các khu vực trong các khung màu đỏ trong Hình 2. P tập trung với độ dày 100nm và sự phân bố các hạt Ag mịn có kích thước xấp xỉ 100nm có thể được ghi lại rõ ràng bằng cách đo trong điều kiện điện áp gia tốc thấp (7kV) để giảm sự chênh lệch của độ phân giải không gian tia. Ví dụ này chứng minh rằng, có thể thu được thông tin hữu ích cho việc nghiên cứu độ bền của mối hàn nối và phân tích quá trình phản ứng lắng đọng trên bề mặt bằng máy EPMA.

Hình 2 - Phân tích sự phân bổ của bề mặt mối hàn nối/lớp mạ điện phân Ni-P

Hình 3 - Hình ảnh phóng đại phân bố của bề mặt mối hàn nối/lớp mạ điện phân Ni-P

Phân tích vết nứt trong mối hàn

Hình 4 mô tả kết quả phân tích trên một khu vực xảy ra vết nứt trong mối hàn. Hình ảnh lớp phủ (phía dưới bên phải) cho thấy sự phân bố khi 4 nguyên tố (Ni, Cu, Ag, Sn) được phủ lên và chỉ ra rằng một lớp hợp chất điện tử gồm chủ yếu là Ni, Cu và Sn đã hình thành tại bề mặt giữa mối hàn và lớp mạ Ni. Tập trung vào khu vực giữa lớp hợp chất điện tử và vết nứt (khu vực trong đường chấm màu đỏ, hình ảnh COMPO phía trên bên phải trong Hình 4), có thể thấy rằng sự hao mòn Cu và Ag đã xảy ra (được chỉ ra bằng các đường chấm trắng trong hình ảnh phân bố nguyên tố Cu và Ag trong Hình 4).

Dựa trên những kết quả này, có thể suy ra rằng Cu và Ag, vốn là những thành phần ban đầu của mối hàn, phân tán và tập trung tại bề mặt với lớp mạ, và vết nứt xảy ra do sự suy giảm độ bền của mối hàn đi kèm với sự hình thành của lớp chất hao mòn (Cu và Ag). Thí nghiệm này cho thấy thông tin có giá trị để phân tích nguyên nhân gây ra vết nứt trong mối hàn có thể thu được bằng việc sử dụng máy EPMA.

Hình 4 - Phân tích vết nứt trên mối hàn

Được trang bị hệ thống quang điện tử FE tiên tiến, EPMA-8050G cung cấp độ phân giải không gian chưa từng có trong mọi điều kiện dòng tia, từ điều kiện quan sát SEM lên đến 1 μA. Việc tích hợp với máy quang phổ tia X hiệu suất cao mà Shimadzu đã thúc đẩy, EPMA-8050G xứng đáng là thiết bị phân tích vi đầu dò điện tử xuất sắc với hiệu suất phân tích tối đa.

Nguồn: ETA