失效分析
失效分析是对于电子元件失效原因进行诊断，在进行失效分析的过程中，往往需要借助仪器设备，以及化学类手段进行分析，以确认失效模式，提出改善预防措施。其中在进行微观形貌检测的时候，尤其是需要观察断面或者内部结构时，需要用到离子研磨仪+扫描电镜结合法，来进行失效分析研究。
谈到电子器件，电子器件的结构异常隐蔽性极强，此隐性忧患缺陷尺度等级，往往达到微米与纳米等级，且突发破坏率大，因此具有严重的危害性。阴险框架中的杂质、介在物、空洞、腐蚀开裂等都无法在后续加工中去除，反而容易造成更严重的破坏。
案例分析
本次分享的案例中主要关注引线框架表面的氧化状态，使用离子研磨仪的制样方法，搭配日立冷场发射电镜（SEM-EDS），结合扫描电镜的背散射电子像、二次电子像以及能谱元素分析结果，清晰观测了失效位置的形貌、相组成，并结合元素组成成分综合分析了元器件失效的情况。
在进行电子器件失效分析时，首先观察失效件表面的微观形貌。日立冷场发射电镜背散射电子探测器和二次电子探测器，可给出样品成分和形貌信息，为您提供 两种成像模式:成分模式和形貌模式，两种模式各有特点，可以呈现不同的细节信息。
上BSD，下SED（放大倍数：1000X）
经过一次回流焊后铜框架表面氧化和其他挥份污染，变为暗红色，焊接性能大大降低。日立冷场发射电镜可以设置同时采集 BSD 成分像和 SED 形貌像信号，可以清晰看到高温之后框架上表面暗红色部位的形貌，推测为铜氧化“镀层”，结合扫描电镜的能谱 EDS 成分信息分析，主要为铜、氧、碳及其他少量元素。
放大倍数分别为500X，5000X
扫描电镜+离子研磨
在对焊接部位的焊接情况进行分析时，需要对内部结构进行微观结构的观察和分析，内部的孔隙、不均匀等会导致其在使用过程中产生故障。观察焊接处的内部结构，就需要将焊接处进行切割。
传统的切磨方法会改变焊接处的断面结构，无法真实观察到焊接处的内部情况。使用离子研磨仪切割的方法，通过使用合适的能量离子枪，利用离子束进行剖面切削或表面抛光处理，可以有效解决以上问题。
日立冷场发射电镜搭配牛津能谱仪兼顾 SEM & EDS 形貌和成分，离子研磨仪切削后的焊锡截面内可以看到气孔和近铜界面的合金相。
离子研磨后，放大倍数分别为1000X，3000X
通过使用扫描电镜（SEM）+能谱（EDS）分析，发现银-锡膏和铜面结合，界面有铜-锡为主合金化晶粒生长，铜引脚有镀镍层，并在正常区存在气孔和大量的铁富集相夹杂。
焊锡截面EDS能谱面扫结果
文章参考：飞纳电镜
