วิเคราะห์ลายปริ้น แผ่น PCB, Flux และคราบสกปรกบนชิ้นส่วนไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนอุตสาหกรรม แบบไม่ทำลายตัวอย่าง

วิเคราะห์ลายปริ้น แผ่น PCB, Flux และคราบสกปรกบนชิ้นส่วนไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนอุตสาหกรรม แบบไม่ทำลายตัวอย่าง

การวิเคราะห์แบบไม่ทำลายตัวอย่าง บทวิเคราะห์นี้หมายถึง การที่เรานำตัวอย่างมาทดสอบด้วย กล้องจุลทรรศน์จุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปหรือเครื่อง SEM นั้น เราจะไม่นำตัวอย่างไป ฉาบเคลือบสารใดๆให้ตัวอย่างนั้นนำไฟฟ้าเลย ไม่ว่าจะฉาบเคลือบด้วยคาร์บอน,ทอง,พาลาเดียม หรือไททาเนียม เราสามารถนำตัวอย่างที่วิเคราะห์ด้วยวิธีนี้ ไปทดสอบกับเครื่องมืออื่นๆได้ต่อ หรือแม้แต่สามารถนำกลับไปใช้งานได้ ดังเช่นตัวอย่างที่เรานำมาทดสอบกัน กับบทความนี้

การทดสอบแบบไม่ทำลายตัวอย่าง สามารถทดสอบวิเคราะห์ วัสดุได้ทุกประเภท จะนำไฟฟ้าได้ นำไฟฟ้าได้บ้าง หรือไม่นำไฟฟ้าเลยก็ได้ เช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้า วัสดุยานยนต์ โลหะ เซรามิก ปูนซีเมนต์ งานทดสอบความเสียหายของวัสดุ ชีววิทยา พืช สัตว์ และอื่นๆ ทดสอบอะไร ได้บ้างลองติดต่อห้องปฏิบัติการ SEM/EDSทาง www.dosem24hr.com กันดูนะครับ

ตัวอย่างที่นำมาทดสอบ และวิเคราะห์คือ RAM ที่ใช้กับ Notebook ดังภาพ ตัวอย่างนี้ จะเป็นลักษณะนำไฟฟ้าได้บ้าง เพราะส่วนประกอบที่เป็นแผ่นจะเป็น Epoxy ส่วนหนึ่งที่ ไม่นำไฟฟ้าเลย ถ้าจะดูกับเครื่อง SEM ทั่วๆไปจะต้องทำให้นำไฟฟ้าทั้งหมดก่อน โดย การนำไปฉาบเคลือบสารให้นำไฟฟ้า แต่เราจะไม่ฉาบสารให้นำไฟฟ้า เพราะหลังการ ทดสอบเราจะนำ RAM นี้กลับไปใช้งานต่อได้อีก

ตามภาพ RAM ด้านบน เราจะวิเคราะห์บริเวณลายปริ้นที่เสียบเชื่อมต่อกับ Slot ที่เป็นสีทอง ถ้าดูด้วยตาเปล่าก็จะมองเห็นรอยดำลางๆ เราจะวิเคราะห์จุดนี้ ส่วนการดูลายวงจร รอยบัดกรี ให้ดูบทความที่เกี่ยวข้องตามลิงค์ด้านล่าง บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ความเสียหายของวัสดุ และอุปกรณ์ไฟฟ้า-อิเล็กทรอนิกส์  คลิก

ตามภาพเป็นภาพที่ถ่ายลายปริ้น PCB ที่มีปัญหาพบว่ามีคราบสกปรกติดอยู่บนผิว ถ่ายด้วย BEI Dedector ภาพแบบ COMPO ซึ่งสามารถแยกความแตกต่างและเฉดสีวัสดุออกตาม Atomic No.(Z) สามารถเช็คเพสของวัสดุแบบง่ายๆได้ เช็คการจับตัวของวัสดุ พอบอกคร่าวๆ ว่า วัสดุที่มีโทนสีมืดมี Z ต่ำและวัสดุที่มีโทนสีสว่างมี Z สูง (มวลอะตอม Atomic No.หรือ Z)
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM  ที่ 20kv (กิโลโวลท์)  กำลังขยาย x 35เท่า สเกล 500 um (ไมครอน ) หรือ 0.5 มิลลิเมตร  ถ่ายในโหมด Low vacuum (ความเป็นสูญญากาศต่ำ) ภาพแบบ BEI COMPO ตัวอย่างลายปริ้น PCBไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

ภาพล่างนี้เป็นภาพเดียวกันกับด้านบน แต่เรากลับโทนสีให้ตรงกันข้าม โดยโทนสีสว่าง จะปรับเป็นโทนมืด และมืดออกโทนสว่างแทน วัตุประสงค์เพื่อจะได้เห็นตำหนิได้ชัดเจน

ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM  ที่ 20kv (กิโลโวลท์)  กำลังขยาย x 35เท่า สเกล 500 um (ไมครอน ) หรือ 0.5 มิลลิเมตร  ถ่ายในโหมด Low vacuum (ความเป็นสูญญากาศต่ำ) ภาพแบบ BEI COMPO ตัวอย่างลายปริ้น PCBไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM  ที่ 20kv (กิโลโวลท์)  กำลังขยาย x 35เท่า สเกล 500 um (ไมครอน ) หรือ 0.5 มิลลิเมตร  ถ่ายในโหมด Low vacuum (ความเป็นสูญญากาศต่ำ) ภาพแบบ BEI COMPO ตัวอย่างลายปริ้น PCBไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM  ที่ 20kv (กิโลโวลท์)  กำลังขยาย x 100 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร  ถ่ายในโหมด Low vacuum (ความเป็นสูญญากาศต่ำ) ภาพแบบ BEI COMPO ตัวอย่างลายปริ้น PCBไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง ถ่ายโดย www.dosem24hr.com
เราเพิ่มกำลังขยายขึ้นเป็น 100 เท่าเพื่อดูตำหนิให้ชัดขึ้น พร้อมทั้งใช้โปรแกรม SemAfore วัดขนาดความกว้างลายปริ้นได้ประมาณ 470 um และระหว่าง Gap วัดได้ประมาณ 200 um(ไมโครเมตร)

ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM  ที่ 20kv (กิโลโวลท์)  กำลังขยาย x 350 เท่า สเกล 50 um (ไมครอน ) หรือ 0.05 มิลลิเมตร  ถ่ายในโหมด Low vacuum (ความเป็นสูญญากาศต่ำ) ภาพแบบ BEI COMPO ตัวอย่างลายปริ้น PCBไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง ถ่ายโดย www.dosem24hr.com เราเพิ่มกำลังขยายขึ้นเป็น 350เท่า เพื่อจะให้เห็นเฉพาะลายปริ้น และคราบสกปรก ที่เป็นตำหนิ และตำแหน่งนี้เอง เราจะทำการวิเคราะห์ธาตุด้วยเครื่อง EDS/EDX กัน และจะสังเกตุได้ว่าจะมีรอยขูดขีดบนลายปริ้น PCB เป็นรอยที่เราเสียบเข้าออกกับ Slot นั้นเอง จะเป็นรอยยาวเส้นตรงแนวตั้ง ตามภาพด้านซ้ายของตำหนิ

จากตำแหน่งภาพด้านบนเรามาวิเคราะห์ธาตุกันต่อ แบบพื้นที่ (Area analysis)
วิเคราะห์ธาตุเชิงคุณภาพ Qualitative Analysis
ผลวิเคราะห์เชิงคุณภาพ
เราจะได้ผลว่ามีธาตุหรือสาร C คาร์บอน,O ออกซิเจน Br โบรมีน, Si ซิลิกอน, Ni นิเกิล,Cu ทองแดง,Au ทอง อยู่บนพื้นที่ที่เราวิเคราะห์ ตามภาพด้านบน
บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก

กราฟสเป็กตรัมอีกแบบ ซึ่งผลเหมือนด้านบน ต่างกันแค่การแสดงสีพื้น

จากผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ เราทราบแล้วว่ามีธาตุอะไรบ้าง แต่ยังไม่ทราบว่า มีปริมาณธาตุใดๆอยู่เท่าไร เราจะมาวิเคราะห์เชิงปริมาณกันต่อ

วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ Qualitative Analysis
การวิเคราะห์เชิงปริมาณ เราจะได้ค่าเป็น Element % หรือเรียกอีกชื่อ Wt% (weight %)หรืออีกชื่อ Con% (concentration%) และ Atomic% และจะได้ ค่าธาตุ อยู่ในรูปแบบคอมพาวด์ออกไซด์Compound % การอ่านผลยกตัวอย่าง จะได้ปริมาณ Au ทอง 49.74% และ Au2O3 55.80%

บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก

การแสดงผลเชิงปริมาณในรูปแบบกราฟแท่ง

การวิเคราะห์ดูการกระจายตัว แบบ Speed Mapping (เชิงคุณภาพ)
จากผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ เนื่องจากเราเลือกใช้วิเคราะห์ทั้งภาพ(Area) ไม่ได้เลือกใช้วิธียิงเป็นจุด (Point) ทำให้ผลที่ได้คือผลที่ได้ทั้งหมดที่เราเห็นตามภาพ ถ้า เราจะใช้วิธีการยิงเป็นจุด เพือจะให้ทราบตำแหน่งธาตุก็ได้ แต่อาจจะต้องยิงหลายจุด จะมีวิธี การหาตำแหน่งของธาตุแบบรวดเร็ว ดูการกระจายตัว เช็คเพสที่เรียกว่า Mapping ตามผล ด้านล่างเราก็จะทราบ ตำแหน่งแต่ละธาตุว่าอยู่ส่วนใหนของตัวอย่างได้
การอ่านผลยกตัวอย่างตรงรอยตำหนิ เราพบว่าเป็นตำแหน่ง C, O และ Ni และตำแหน่ง นี้จะไม่มี Au และ Br แสดงคราบนี้ทำให้ Au หลุดออกไปจนเห็นชั้นที่อยู่ต่ำลงไปคือ Ni หรือบอกได้ว่า Au อยู่บริเวณผิวบนสุด และ Br ,Cu

บทความที่เกี่ยวข้องและการดูผล : การทำ Mapping แบบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ คลิกค่ะ

ตามภาพล่าง เราลดกำลังขยายลง เพื่อต้องการวิเคราะห์ธาตุตามพื้นที่ที่กว้าง ขึ้น โดยจะให้วิเคราะห์บริเวณ Gap ด้วย

วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ Qualitative Analysis กับพื้นที่ที่กว้างขึ้น

การวิเคราะห์เชิงปริมาณ เราจะได้ค่าเป็น Element % หรือเรียกอีกชื่อ Wt% (weight %) หรืออีกชื่อ Con% (concentration%) และ Atomic%  การอ่านผลยกตัวอย่างจะได้ปริมาณ Au ทอง 73.68% ที่มากขึ้น
บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก

การแสดงผลเชิงปริมาณในรูปแบบกราฟแท่ง

การวิเคราะห์ดูการกระจายตัว แบบ Speed Mapping (เชิงคุณภาพ)
การอ่านผลยกตัวอย่างตรงรอย Gap พบว่าเป็นตำแหน่ง C, O และ Br ที่ค่อนข้างเยอะ บริเวณลายปริ้นจะเป็นตำแหน่ง Au,Ni และ Cu

บทความที่เกี่ยวข้องและการดูผล : การทำ Mapping แบบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ คลิกค่ะ

การวิเคราะห์ดูการกระจายตัวตามเส้นแนว แบบ Speed Line Scan (เชิงคุณภาพ)

เราสามารถกำหนดเส้นบนตำแหน่งที่เราสนใจต้องการ ทราบว่ามีอะไรณ.ตำแหน่งที่เรา ลากเส้นผ่านได้
ตามภาพล่างเส้นสีเหลืองคือเส้นที่เรากำหนดที่เราจะทำ Line Scan ซ้ายสุดคือจุดเริ่ม

ผลวิเคราะห์ตามเส้นลากผ่าน ผลตามภาพด้านล่าง ตามภาพล่างแนวแกน X คือระยะตามที่เรากำหนดเส้นสแกน
ส่วนแกน Y เป็นค่า Cts. (Count per Sec.)
บทความที่เกี่ยวข้องและการดูผล : การทำ Line Scan แบบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ คลิกค่ะ

การรวมผล Speed Line Scan เข้ากับภาพ ตามภาพเป็นการรวมภาพ,Au และ Br เข้าด้วยกัน

การวิเคราะห์ดูการกระจายตัวตามเส้นแนว แบบ Quant Line Scan (เชิงปริมาณ)
เราสามารถกำหนดเส้นบนตำแหน่งที่เราสนใจต้องการ ทราบว่ามีอะไรณ.ตำแหน่งที่เรา ลากเส้นผ่านได้
ตามภาพล่างเส้นสีเหลืองคือเส้นที่เรากำหนดที่เราจะทำ Line Scan ซ้ายสุดคือจุดเริ่ม

ผลวิเคราะห์ตามเส้นลากผ่าน ผลตามภาพด้านล่าง ตามภาพล่างแนวแกน X คือระยะตามที่เรากำหนดเส้นสแกน ส่วนแกน Y เป็นค่า Element%
บทความที่เกี่ยวข้องและการดูผล : การทำ Line Scan แบบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ คลิกค่ะ

การรวมผล Quant Line Scan เข้ากับภาพ ตามภาพเป็นการรวมภาพ,Au และ Br เข้าด้วยกันและแกน Y บอกค่า Element% 0-80% ตามปริมาณที่มีมากสุด

ตามภาพเราเปลี่ยนจุดการวิเคราะห์ บริเวณที่มีคราบสกปรกอีกจุดบนแผ่น PCB

จากตำแหน่งภาพด้านบนเรามาวิเคราะห์ธาตุกันต่อ แบบพื้นที่ (Area analysis)

วิเคราะห์ธาตุเชิงคุณภาพ Qualitative Analysis
ผลวิเคราะห์เชิงคุณภาพ
เราจะได้ผลว่ามีธาตุหรือสาร C คาร์บอน,O ออกซิเจน Br โบรมีน, Si ซิลิกอน, Fe เหล็ก,Cu ทองแดง,
Pb ตะกั่ว,Sn ดีบุก,As สารหนู Cd แคดเมียม,Zn สังกสี,Cl ครอรีน อยู่บนพื้นที่ที่เราวิเคราะห์ตามภาพด้านบน
บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก


กราฟสเป็กตรัมอีกแบบ ซึ่งผลเหมิอนด้านบน ต่างกันแค่การแสดงสีพื้น (ภาพล่าง)

วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ Qualitative Analysis
การวิเคราะห์เชิงปริมาณ เราจะได้ค่าเป็น Element % หรือเรียกอีกชื่อ Wt% (weight %)หรืออีกชื่อ Con%
(concentration%) และ Atomic%  การอ่านผลยกตัวอย่างจะได้ปริมาณ Cd แคดเมียม 0.12 %

บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก

สรุป
ข้อดีการวิเคราะห์แบบไม่ทำลายตัวอย่าง โดยการไม่ฉาบเคลือบทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆ จะทำให้ผลการวิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณมีความแม่นยำ เพราะถ้าเรา ฉาบเคลือบคาร์บอนก็จะทำให้ %คาร์บอน C มีความเที่ยงตรงจะลดลง ตรงกัน ข้ามถ้าเราฉาบเคลือบด้วยทอง การวิเคราะห์ธาตุเบา เช่น C,O,N อื่นๆก็จะมีความ เที่ยงตรงลดลงเช่นกัน ไม่เฉพาะฉาบทองเท่านั้นที่จะทำให้ % ธาตุเบาขาดความ แม่นยำ ยังมีการฉาบเคลือบด้วยพาราเดียม แพทตินัม หรือไททาเนียมเป็นต้น อีกปัญหาหนึ่งคือการเกิดการพีคเหลื่อม Overlap กัน เช่นการฉาบเคลือบทอง จะทำให้ ตัวอย่างที่เราวิเคราะห์ถ้ามี Sซัลเฟอร์ จะทำให้ปริมาณ S ขาดความแม่น ยำ เพราะพีค S อยู่ติดและเหลื่อมกันกับ Au ถึงแม้ว่าจะมีโปรแกรมการชดเชยบอก ให้โปรแกรมทราบว่าเราฉาบเคลือบตัวอย่างด้วยสารใดๆ ก่อนประมวลผลก็ตามที ก็ยังจะมีความคลาดเคลื่อนของผลอยู่บ้าง แต่ก็ยังดีกว่าไม่ชดเชย(compensate) ดีที่สุดก็คือการไม่ฉาบเคลือบ
ข้อดี อีกข้อภาพที่ถ่ายเราถ่ายเป็นภาพ BEI COMPO มันสามารถแยกความแตก ต่างสารของตัวอย่าง ตามเฉดสีตามมวลอะตอม (Atomic No.,Z)
ข้อเสีย ภาพ BEI COMPO ที่ได้แบบนี้จะมีความคมชัดน้อยกว่าภาพ SEI

***************************************************

สุดท้ายขอขอบคุณ Do SEM ที่เปิดพื้นที่ให้ มากๆครับ

น้อมรับทุกคำชี้แนะครับ Mr.Golf (สิงห์เฒ่าซ่อมเซ็ม) manatsanan2007@hotmail.com
หรือมาพบปะพูดคุยได้ตามประสาได้ที่ BigC จ.สุรินทร์ (แอร์ฟรี 555 จริงๆนะครับ) หรือมา
ติดตามเป็นเพื่อนผ่านโซเชียลเน็ตเวิร์ค ตามลิงค์ด้านล่างเลยครับ
http://www.facebook.com/JeolOxfordInstruments?ref=hl
*********************************************************************
PCB,แผ่นPCB,แผ่นปริ้น,วิเคราะห์PCB,วิเคราะห์แผ่นปริ้น,ทดสอบPCB,ทดสอบวัสดุไฟฟ้า, ทดสอบวัสดุอิเล็กฯ,Contamination,วิเคราะห์คราบสกปรก

บทความน่าสนใจอื่นๆ

สถานที่ให้และรับบริการ SEM,EDS : ใกล้ฟิวเจอร์รังสิต และดรีมเวิลด์

Do SEM บริการเครื่อง SEM กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคป แบบส่องกราด

โฆษณา

การวิเคราะห์ความเสียหายวัสดุและอุปกรณ์ ในวงการอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ ฮาร์ดดิสก์ ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์

การวิเคราะห์ความเสียหายวัสดุและอุปกรณ์ ในวงการอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ ฮาร์ดดิสก์ ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์

ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM และเครื่องวิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ EDS,EDX เช่นการวิเคราะห์ไอซี IC ,PCB ลายวงจร ลายปริ้น,TR ทรานซิสเตอร์ ,เซมิคอนดักเตอร์,ฮาร์ดดิสก์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าต่างๆ

ทำไมต้อง ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM และเครื่องวิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ EDS,EDX

เนื่องจากปัจจุบันเป็นยุคนาโนเทคโนโลยี อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆมีขนาดเล็กลง และเล็กลงเรื่อยๆ ดูได้จากทีวี มือถือ วิทยุ เครื่องเสียง ฮาร์ดดิสก์ คอมพิวเตอร์ จะมีขนาดเล็กและเบาขึ้น สาเหตุที่เล็กลงเรื่อยเป็นเพราะผู้ผลิต มีการพัฒนาเครื่องจักรหรือเครื่องผลิต ผลิตอุปกรณ์ที่เป็นชิพ Chip ให้มีขนาดเล็กลงในระดับนาโน และกำลังพัฒนาเป็นพิโคเทคโนโลยีซึ่งจะเล็กมากกว่า นาโนเทคโนโลยีมากๆ การที่ผู้ผลิตสามารถผลิตอุปกรณ์ ให้ขนาดเล็กลงได้นั้น หมายถึงเขาก็จะใช้วัตถุดิบลดลง หรือใช้เท่าเดิมแต่ผลิตได้เยอะกว่าเดิม 2-10 เท่าตัวได้เลยค่ะ

จากเดิมใช้แค่กล้องจุลทรรศน์ไมโครสโคป แบบใช้ตาส่องดูก็สามารถมองเห็น แต่เมื่ออุปกรณ์มีขนาดเล็กลง แสดงว่าชิพ Chip ขนาดจะเล็กลงมากๆ ก็จะใช้กล้องแบบเดิมไม่ได้ ต้องหันมาใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแทน กำลังขยายก็มากกว่า และข้อดียังสามารถวิเคราะห์ธาตุได้ด้วย (เพื่อFailure analysis)

การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปประเภทนี้เช่น การดูหัวอ่านหัวเขียนของฮาร์ดดิสก์ ที่กำลังขยาย 50000 เท่า หรือแสนเท่าขึ้นไป, การดูลายปริ้น PCB, ดูรอยการเชื่อมตะกั่วระหว่างอุปกรณ์กับ PCB, การเข้าหัว Bond,การดูฝุ่น หรือสิ่งสกปรกในอุปกรณ์,การโด้ปปิ่ง ,การดูหน้าสัมผัสอุปกรณ์ประเภทรีเลย์ Relay,Magnetic,สวิทช์  และอื่นๆ

แล้วกรณีเครื่องวิเคราะห์ธาตุ EDS,EDX จะเอาไปใช้ตอนใหนละ ก็แล้วแต่กรณีละค่ะ เช่นการดูและวิเคราะห์ธาตุคราบสกปรกและฝุ่นบนแผ่น Wafer,harddisk,Switch และดูองค์ประกอบสารของวัสดุนั้นๆ ใช้ด้าน Failure analysis,R&D,QC และอื่นๆ

เรามาดูตัวอย่างไอซี IC integrated circuit ที่มีปัญหานำมาดูด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคป SEM กันค่ะ ตามภาพคือไอซี IC integrated circuit ที่ปกติค่ะ แบบ 14 ขา

และลักษณะโครงสร้างภายในของ ไอซี IC integrated circuit ตามภาพ บริเวณพื้นที่สีฟ้าคือ บริเวณที่เป็นชิพ Chip ทำจากซิลิกอน Si

..” วงจรรวม หรือ วงจรเบ็ดเสร็จ (อังกฤษ: integrated circuit ; IC) หมายถึง วงจรที่นำเอาไดโอด, ทรานซิสเตอร์, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ และองค์ประกอบวงจรต่าง ๆ มาประกอบรวมกันบนแผ่นวงจรขนาดเล็ก ในปัจจุบันแผ่นวงจรนี้จะทำด้วยแผ่นซิลิคอน บางทีอาจเรียก ชิป (Chip) และสร้างองค์ประกอบวงจรต่าง ๆ ฝังอยู่บนแผ่นผลึกนี้ ส่วนใหญ่เป็นชนิดที่เรียกว่า Monolithic การสร้างองค์ประกอบวงจรบนผิวผลึกนี้ จะใช้กรรมวิธีทางด้านการถ่ายภาพอย่างละเอียด ผสมกับขบวนการทางเคมีทำให้ลายวงจรมีความละเอียดสูงมาก สามารถบรรจุองค์ประกอบวงจรได้จำนวนมาก ภายในไอซี จะมีส่วนของลอจิกมากมาย ในบรรดาวงจรเบ็ดเสร็จที่ซับซ้อนสูง เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งใช้ทำงานควบคุม คอมพิวเตอร์ จนถึงโทรศัพท์มือถือ แม้กระทั่งเตาอบไมโครเวฟแบบดิจิทัล สำหรับชิปหน่วยความจำ (RAM) เป็นอีกประเภทหนึ่งของวงจรเบ็ดเสร็จ ที่มีความสำคัญมากในยุคปัจจุบัน

ที่มา :  จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี “..

ตามภาพเป็นการเปิดส่วนที่เป็น พลาสติกเคส ออกแล้วมองเห็นบริเวณที่เป็นชิพ Chip ลักษณะสี่เหลี่ยมจัตุรัส ขนาดถ้าเทียบตามสเกล 500 um ไมครอน (0.5 mm. มิลลิเมตร) ขนาดของชิพก็จะประมาณ 1.25 x 1.25 mm.

ตามภาพด้านบนชิพ ที่เปิดจะมองเห็นหัวบอนด์ Bond 2จุดแต่สาย wiring ขาด จำนวนหัวบอนด์ส่วนใหญ่จะเท่ากับจำนวน ขาใช้งานของไอซี  และด้านล่างหัวบอนด์จะเป็นวงจร Circuit และวงจรที่นำเอาไดโอด, ทรานซิสเตอร์, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ และองค์ประกอบวงจรต่าง ๆ มาประกอบรวมกันบนแผ่นวงจร

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x50 เท่า สเกล 500um(ไมครอน) หรือ 0.5 mm.(มิลลิเมตร) High vacuum mode ภาพแบบ SEI

ตามภาพคือ วงจรที่นำเอาไดโอด, ทรานซิสเตอร์, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ และองค์ประกอบวงจรต่าง ๆ มาประกอบรวมกันบนแผ่นวงจร

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x 750 เท่า สเกล 10um(ไมครอน) หรือ 0.01 mm.(มิลลิเมตร) High vacuum mode ภาพแบบ SEI

ตามภาพคือ หัวบอนด์ Bond 2จุดแต่สาย wiring ขาด

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x500 เท่า สเกล 50um(ไมครอน) หรือ 0.05 mm.(มิลลิเมตร) High vacuum mode ภาพแบบ SEI

ตามภาพคือ หัวบอนด์ Bond แต่สาย wiring ขาด

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x 1000 เท่า สเกล 10um(ไมครอน) หรือ 0.01 mm.(มิลลิเมตร) High vacuum mode ภาพแบบ SEI

ภาพโดยรวมของ IC :  integrated circuit

แบบแรกที่เราถ่าย เราต้องเปิดเคสพลาสติกหรือเรซิน ของตัวไอซีออก ตัวอย่างถ่ายแบบสูญญากาศสูง ทำให้ต้องฉาบเคลือบตัวอย่าง ด้วยทองก่อน แต่ลักษณะตัวอย่างแบบนี้ไม่ต้องฉาบเคลือบทองได้ แต่ต้องถ่ายแบบสูญญากาศต่ำหรือ Low vacuum mode แทน

มีอีกหนึ่งลักษณะที่ไม่จำเป็นต้องฉาบเคลือบทอง เพื่อต้องการไม่ทำลายตัวอย่าง และถ่ายเสร็จสามารถนำตัวอย่างไปวิเคราะห์ต่อ หรือนำไปใช้งานต่อได้ ลักษณะที่ว่าก็คือนำตัวอย่างที่ว่ามาถ่ายด้วยโหมด Low vacuum นั้นเอง ภาพที่ได้จะเป็นภาพ BEI COMPO หรือ BEI TOPO

ตัวอย่างที่เราจะนำมาวิเคราะห์แบบนี้คือ RAM ที่ใช้สำหรับ Note book

เราจะมาศึกษารอยบัดกรี ลายปริ้น และคราบสกปรกบริเวณที่บัดกรีไม่ติด ด้วยเครื่องวิเคราะห์ธาตุต่อได้

ตามภาพคือ อุปกรณ์ที่อยู่ PCB ที่ประกอบเป็น RAM

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x50 เท่า สเกล 500um(ไมครอน) หรือ 0.5 mm.(มิลลิเมตร) Low vacuum mode ภาพแบบ BEI COMPO

ตามภาพคือ อุปกรณ์ที่อยู่ PCB ที่ประกอบเป็น RAM

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x 75 เท่า สเกล 100um(ไมครอน) หรือ 0.1 mm.(มิลลิเมตร) Low vacuum mode ภาพแบบ BEI COMPO

ตามภาพคือ อุปกรณ์ที่อยู่ PCB ที่ประกอบเป็น RAM

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x 35 เท่า สเกล 500um(ไมครอน) หรือ 0.5 mm.(มิลลิเมตร) Low vacuum mode ภาพแบบ BEI COMPO

ตามภาพคือ อุปกรณ์ที่อยู่ PCB ที่ประกอบเป็น RAM

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x 150 เท่า สเกล 100um(ไมครอน) หรือ 0.1 mm.(มิลลิเมตร) Low vacuum mode ภาพแบบ BEI COMPO

ตามภาพคือ อุปกรณ์ที่อยู่ PCB ที่ประกอบเป็น RAM เพื่อศึกษารอยบัดกรี

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x 50 เท่า สเกล 500 (ไมครอน) หรือ 0.5mm.(มิลลิเมตร) Low vacuum mode ภาพแบบ BEI COMPO

ตามภาพคือ อุปกรณ์ที่อยู่ PCB ที่ประกอบเป็น RAM เพื่อศึกษารอยบัดกรี

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x 150 เท่า สเกล 100 ไมครอน หรือ 0.1 mm.มิลลิเมตร) Low vacuum mode ภาพแบบ BEI COMPO

ตามภาพคือ อุปกรณ์ที่อยู่ PCB ที่ประกอบเป็น RAM เพื่อศึกษารอยบัดกรี

ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM 20kv (กิโลโวลท์) กำลังขยาย x 1000เท่า สเกล 10 ไมครอน หรือ 0.01 mm. (มิลลิเมตร) Low vacuum mode ภาพแบบ BEI COMPO

ข้อดีถ่ายภาพแบบนี้ จะไม่เป็นการทำลายตัวอย่าง เตรียมตัวอย่างหรืองานที่จะถ่ายไม่ยาก แต่ภาพที่ได้จะเป็นแบบ BEI ที่ความคมชัด จะด้อยกว่าแบบ SEI

RAM ที่นำมาทดสอบ สามารถนำไปใช้งานต่อได้อีกค่ะ

เครื่องมือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM และเครื่องวิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ EDS,EDX ที่ใช้วิเคราะห์ความเสียหายวัสดุ ในวงการอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ ฮาร์ดดิสก์ ไฟฟ้า ในเมืองไทยใช้กันอย่างแพร่หลาย และบริษัทใหญ่ๆ ก็ใช้เครื่องมือประเภทนี้แทบทุกบริษัท ใช้เพื่องาน Failure analysis,FA,QC,R&D เพื่อพัฒนา ตรวจสอบผลิตภัณฑ์ของตัวเอง และคู่ค้าในทางธุรกิจ

ในต่างประเทศ เช่นประเทศญี่ปุ่นจะมีเครื่องมือประเภทนี้ อยู่ในหลักสูตรการเรียนการสอน ในหลายๆสาขาที่เกี่ยวข้อง ใช้อย่างแพร่หลาย ในญี่ปุ่นมีเครื่องมือประเภทนี้หลายพันเกือบหมื่นเครื่อง แต่ในเมืองไทยมีเครื่องนี้ประมาณ 400 – 500 เครื่องเท่านั้นเอง และที่สำคัญเครื่องที่อยู่ในสถาบันการศึกษาเพียง 20% ของเครื่องที่มีทั้งหมดในประเทศ แต่พร้อมใช้งานไม่กี่สิบเครื่อง ส่วนเอกชนที่ผ่านโดยน้ำท่วมไปหลายสิบเครื่องเช่นกัน

ส่วนตัวผู้เขียนเจอเครื่องนี้เมื่อตอนเรียนวิศวะ อาจารย์แนะนำให้รู้จักหน้าตาเครื่อง การใช้งานแค่ 10 นาทีเท่านั้น น่าเสียดายซื้อเครื่องมือมาหลายสิบล้านแต่ใช้งานได้แค่ 2 ปีหลังจากนั้นใช้ไม่ได้มาตลอด ผู้เขียนมาเจอเครื่องแบบนี้และศึกษาอีกที เมื่อเรียนจบและทำงานแล้ว

อยากเห็นเครื่องไม้เครื่องมือ ตามหน่วยงานราชการ ใช้งานได้หลายสิบปี ตามราคาหลายสิบล้าน เหมือนเครื่องที่ผู้เขียนดูแลอยู่ค่ะ

บทความน่าสนใจอื่นๆ
สะเก็ดแผล ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ คลิก
วิเคราะห์อิฐมวลเบา อิฐเบา อิฐขาว ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM,EDS/EDX คลิก
แป้งเด็ก แป็งเย็น ผงแป้ง ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนฯ SEM และวิเคราะห์ธาตุด้วย EDS,EDX คลิก
เทคนิคการวิเคราะห์ธาตุด้วย EDS หรือ EDX, WDX หรือ WDS, และ EPMA แบบใหนดีกว่ากัน คลิก
วิเคราะห์เส้นผม วิเคราะห์เส้นขน คลิก
มหัศจรรย์ผึ้งน้อย คลิก
จุลินทรีย์ คือสิ่งสิ่งมีชีวิตที่สายตาเปล่า คนเรามองไม่เห็น คลิก
การวิเคราะห์เส้นใย สิ่งทอ เส้นไหม เส้นใยสังเคราะห์ fibers คลิก
วิเคราะห์ความเสียหายวัสดุและอุปกรณ์ ในวงการอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ ฮาร์ดดิสก์ ไฟฟ้า คลิก
แร่ธาตุในข้าวหอมมะลิ คลิก
ผงชูรส และผงปรุงรส คลิก
วิเคราะห์สิว ด้วยกล้องจุลทรรศน์ คลิก
ความมหัศจรรย์ของหนวดหรือเคราฤาษี คลิก
ปากดีของมดดำ คลิก
ผมมันชั่ว ผมมันเลว คลิก
ฟองน้ำ ฟองน้ำ คลิก
เชื่อหรือไม่ว่าคือขนมปัง คลิก
แกงไก่หน่อไม้ดอง  คลิก
มาจุดธูปขอหวยกัน คลิก
พระเครื่องเก่าแก่ คลิก
บ้านและสวนสวย คลิก

ที่มา : http://www.dosem24hr.com/index.php

สถานที่ให้และรับบริการ SEM,EDS : ใกล้ฟิวเจอร์รังสิต และดรีมเวิลด์

Do SEM บริการเครื่อง SEM กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคป แบบส่องกราด

วิเคราะห์ไอซี,วิเคราะห์IC,วิเคราะห์TR,วิเคราะห์Harddisk,วิเคราะห์semi conductor,วิเคราะห์wafer,วิเคราะห์Relay, วิเคราะห์electronics component,วิเคราะห์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์,วิเคราะห์PCB,วิเคราะห์ลายปริ้น,วิเคราะห์รีเลย์, วิเคราะห์อุปกรณ์ไฟฟ้า,วิเคราะห์อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์,วิเคราะห์ฮาร์ดดิสก์,วิเคราะห์ทรานซิสเตอร์