优尔鸿信检测实验室配有场**扫描电镜、钨丝灯扫描电镜、FIB聚焦离子束、工业CT、超声波C-SAM等电子元件及半导体检测设备,可针对电子元件,半导体部件进行质量检测和失效分析服务。
扫描电镜原理:
扫描电镜利用高能量电子束轰击样品表面,激发出样品表面的物理信号,再利用不同的信号探测器接受物理信号转换成图像信息,可对陶瓷、金属、粉末、塑料等样品进行形貌观察和成分分析。
扫描电镜测试项目:
SEM:形貌观察,利用背散射电子(BEI)和二次电子(SEI)来成像。
EDS:成分分析(半定量),通过特征X-RAY获取样品表面的成分信息。
样品要求:
1.试样为不同大小的固体(块状、薄膜、颗粒),并可在真空中直接进行观察。
2.试样应具有良好的导电性能,不导电的试样,其表面一般需要蒸涂一层金属导电膜
扫描电镜的运用:
扫描电镜相关测试常和切片技术结合一起做相关测试,如:
IMC观察
锡须观察
表面成分分析
异物分析
微观尺寸量测
金属镀层/涂层厚度检测
制样步骤
取样
尺寸限制:样品体积不宜过大,以减少不必要的观察量。
前处理
干燥:对含水或湿润的样品进行干燥处理。
除尘去屑:样品表面的灰尘和碎屑,以免影响观察效果
固定/制样
通过固定处理保持样品的原始形态和结构,或者通过灌胶(微小样品)等方式固定样品。
清洗
样品的表面残留和其他杂质,如超声波清洗法。
喷涂导电层
增强样品的导电性,确保扫描电镜观察时电子束的正常路径,避免电荷积累和放电现象导致的图像不清晰。
在真空条件下使用离子溅射仪喷涂一层金属导电膜(如金、铂、碳等),厚度一般根据扫描电镜类型和观察需求确定。
上镜观察
将准备好的样品放入扫描电镜中进行观察和分析。
扫描电镜测试的基本原理:
电子束扫描:电子**出高能电子束,经过一系列电磁透镜聚焦后,扫描线圈使电子束在样品表面进行光栅扫描。
信号检测:当电子束轰击样品时,会产生二次电子、背散射电子、特征X射线等信号。其中,二次电子主要提供样品的表面形貌信息,背散射电子则与样品的原子序数和晶体结构有关。
图像生成:探测器收集这些信号,并将其转换为电信号,经过处理后在显示屏上生成图像。
扫描电镜的主要部件:
电子:产生电子束。
电磁透镜:聚焦电子束。
扫描线圈:控制电子束在样品表面的扫描路径。
探测器:收集信号,如二次电子探测器、背散射电子探测器、X射线能谱仪(EDS)等。
真空系统:保持仪器内部高真空环境,以保证电子束的稳定。
扫描电镜测试的步骤:
样品制备:根据样品的性质进行适当的处理,如金属样品可能需要抛光、镀导电层,生物样品可能需要固定、脱水、干燥等。
样品安装:将样品固定在样品台上,并放入扫描电镜的真空腔内。
真空抽离:启动真空系统,确保仪器内部达到工作真空度。
调整参数:设置电子束的加速电压、扫描范围、放大倍数等参数。
图像采集:开始扫描并采集图像,可以通过软件进行实时观察和调整。
数据处理:对采集的图像进行处理,如增强对比度、测量尺寸、成分分析等。
扫描电镜的应用:
材料科学:观察材料的微观结构,如晶粒、缺陷、断裂面等。
生物学:观察细胞、组织、微生物等的表面形态。
地质学:分析矿物、岩石的微观结构。
纳米科技:研究纳米材料的形貌和尺寸。
失效分析:分析产品失效的原因,如断裂、腐蚀等。
注意事项:
样品导电性:非导电样品需要喷镀导电层(如金、碳)以减少充电效应。
真空要求:样品不能含有挥发性物质,否则会影响真空度。
安全:操作时需要注意安全,避免直接接触高能电子束。
扫描电镜测试是一种强大的微观分析工具,能够提供丰富的样品表面信息,是现代科学研究和工业生产中重要的手段之一。
电镜扫描及能谱分析(SEM-EDS)是一种强大的材料表征技术,它结合了扫描电子显微镜(SEM)与能量色散光谱仪(EDS),能够同时提供样品的微观形貌信息及其化学成分组成。这种组合不于观察表面结构,还能进行定量或半定量的元素分析,广泛应用于材料科学、生物学、地质学等多个领域。
扫描电镜作为一种强大的分析工具,因其能够提供样品的高分辨率表面图像和详细的化学成分信息,在多个学科和技术领域中得到了广泛应用。以下是几个主要的应用领域:
材料科学
在材料科学研究中,SEM-EDS被用来研究材料的微观结构、相组成、元素成分及其分布等特性。例如,在金属合金、陶瓷、复合材料等领域,这些设备有助于研究人员深入了解材料的性能优化和失效机制。此外,它还可以用于纳米材料的研究,帮助揭示纳米颗粒的元素组成。
地质学与矿物学
SEM-EDS技术在地质学和矿物学中同样扮演着重要角色,常用于矿物、岩石和化石的微观结构及元素组成分析。通过观察不同矿物颗粒的形态和元素分布,可以揭示地质历史和成矿过程等关键信息。例如,它可以用来识别矿物种类,并对矿物中的微量元素进行定量或半定量分析。
环境科学
环境科学家利用SEM-EDS探究颗粒物、污染物、土壤等样本的形态和化学成分,对于评估环境污染程度、制定治理方案等至关重要。这项技术可以帮助确定污染源,并监测环境中存在的有害物质。
电子元件分析
电子行业也广泛采用SEM-EDS来进行故障诊断,包括检测元件内部的材料成分,分析腐蚀情况、磨损状况等。
失效分析
当产品出现质量问题时,SEM-EDS可以在失效分析过程中发挥重要作用,比如定位断裂源,分析断口形貌,确定导致问题的具体原因。
透射电镜是一种高分辨率的电子显微镜,主要用于分析固体样品的晶体结构、原子尺寸、化学键等方面的信息。透射电镜的工作原理是利用从样品中反射回来的电子成像,通过调节电子束的方向、电压和电流来控制成像效果。透射电镜的优点是可以观察到纳米级别的结构,分辨率高,但缺点是不能对样品进行非接触式的形貌观察。
扫描电镜测试结合SEM形貌分析和EDS能谱分析,为研究人员提供了全面的微观信息,成为材料分析、质量控制、故障诊断等领域的工具。随着技术的不断发展,扫描电镜测试将在更多领域发挥重要作用。
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