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
//www.facebook.com/JeolOxfordInstruments?ref=hl

*********************************************************************
PCB,แผ่นPCB,แผ่นปริ้น,วิเคราะห์PCB,วิเคราะห์แผ่นปริ้น,ทดสอบPCB,ทดสอบวัสดุไฟฟ้า,
ทดสอบวัสดุอิเล็กฯ,Contamination,วิเคราะห์คราบสกปรก

สถานที่ให้และรับบริการ SEM,EDS : ใกล้ฟิวเจอร์รังสิต และดรีมเวิลด์

Do SEM บริการเครื่อง SEM กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคป แบบส่องกราด