PHÂN TÍCH VẬT LÝ 1. Mở ñầu
Phân tích vật lý là phân tích chẩn ñoán hay phân tích hỏng hóc, ñóng vai trò quan
trọng trong kỹ thuật ñộ tin cậy. Dạng phân tích này trả lời hầu hết các câu hỏi: tại sao, ở
ñâu, khi nào và ra sao (why, where, when, và how) về tuổi thọ của linh kiện. Phân tích
chứng minh ñiểm chủ yếu trong hiểu biết, xác ñịnh, và ứng dụng thích hợp tác ñộng hiệu
chỉnh cho nguyên nhân cốt lõi của hỏng hóc. Hiểu ñược nguyên nhân cốt lõi của hỏng
hóc là ñiều rất quan trọng trong môi truờng cạnh tranh ñể sản xuất ñược sản phẩm chất
lượng cao. Chương này thảo luận các phương pháp cơ bản ñể phân tích về nguyên nhân
cốt lõi và giới thiệu tổng quan về kỹ thuật phân tích dùng trong phương pháp này.

2. Yếu tố vật lý của hỏng hóc
Xác ñịnh ñược yếu tố vật lý của hỏng hóc sau một thử nghiệm có ñiều khiển hay
hỏng hóc tại hiện trường là cần thiết ñể hiểu biết về sản phẩm cùng giới hạn của chúng.
Tìm ñược nguyên nhân cội nguồn là lợi ñiểm ñể giảm thiểu các hỏng hóc tương tự và
thiết lập ñuợc ñặc tính giới hạn của sản phẩm. Sự thỏa mãn của khách hàng thường phụ
thuộc vào cách giải quyết vấn ñề và hành ñộng phòng ngừa nhằm giảm thiểu các khuyết
tật sắp tới. Khuếch tán, ăn mòn, vết phát triển dendrit (dendritic growth), nhiễm bẩn, ảnh
hưởng của yếu tố co-dãn, và yếu tố xả tỉnh ñiện (ESD: electrostatic discharge) là các thừa
số chủ yếu khi xác ñịnh nguồn gốc của hỏng hóc. Các phần tiếp sau sẽ thảo luận các vấn
ñề này liên quan ñến tình trạng tuổi thọ.

2.1 Khuếch tán (diffusion)
Khuếch tán ñược ñịnh nghĩa là yếu tố dịch chuyển (migration) của nguyên tử hay của
khối lượng. Nguyên tử trong chất khí và chất lỏng thường có tính cơ ñộng cao. Thí dụ,
khi mở một lọ nước hoa thì hương tỏa ra phòng rất nhanh, hầu như là tức thời. ðồng thời,
các nguyên tử trong chất rắn cũng cơ ñộng, và thực sự dịch chuyển từ vùng này sang
vùng khác. Hiện tượng này thường ñược dùng trong sản xuất thép mạ và quarters.
Trường hợp quarters thì lớp sandwich kim loại ñược tạo nên từ hợp kim ñồng/nicken

R = hằng số chất khí, và
T = nhiệt ñộ Kelvin.

Khuếch tán cũng phụ thuộc thời gian, cho bởi phương trình:









=
−
−
Dt
x
erf
CC
CC
s
xs
2
0
(2)
Trong ñó:
t = thời gian
Cs = diện tích bề mặt tập trung (concentration)
Cx = ñộ cô ñọng (concentration) tại khoảng cách x, và

= dòng chảy của nguyên tử
J
V
= dòng chảy các vacancies

2.2 Biểu ñồ pha
Giản ñồ pha là một công cụ rất
quan trọng của khoa học vật liệu khi
khảo sát hệ thống nhiều phần tử. ðồ
thị minh họa các pha hiện diện trong
thành phần cấu tạo khác nhau theo
nhiệt ñộ với áp suất cố ñịnh (thường là 1 atmosphere). Các ñồ thị này cũng cho thấy tính
hòa tan và xác ñịnh một cách ñịnh lượng bao nhiêu pha hiện hữu (Luật Lever). Giản ñồ
sau ñây cho thấy một hệ thống tạo nên dung dịch rắn (A hòa tan trong B), và hệ thống có
ñiểm nhiệt ñộ eutectic. Có hai dạng dung dịch rắn: substitutional và interstitial.
Thí dụ về dung dịch rắn thay thế
(substitutional) là nickel (Ni) hòa tan vào ñồng
(Cu). Khi Ni tạo hợp kim với Cu, thì nguyên tử
Ni thay thế nguyên tử Cu trong cấu trúc lattice
cơ bảns (FCC).
Một dung dịch rắn interstitial có các nguyên
tử hợp chất trong các khe (interstices). Về cơ
bản ñây là các nguyên tử bé nhất do kích thước
các lổ trống trong khe.
Eutectic từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “hòa tan tốt (melts well).” Trên giản ñồ pha, khi
làm lạnh, chất lỏng ñược chuyển sang hai chất rắn. Tại ñiểm eutectic, hợp chất có ñiểm
nhiệt ñộ chảy thấp nhất.
Các hợp chất cho phép hợp chất kim loại trong kim loại có ñiểm nhiệt ñộ chảy thấp
hơn so với hai dạng kim loại riêng lẽ. Một eutectic thì cũng là cấu trúc phiến mỏng
(lamellar), trong ñó các lớp kề nhau tạo nên các pha.

intermetallic bị giòn ñi tạo ra hệ
Au/Sn từ 4 wt % Au thành 43 wt %
Au. AuSn
4
ñươc phân bố thành
lớp mạ và lớp lá kim (needles) bên
trong ma trận. Cấu tạo này thường
xuất hiện tại các ñiểm hàn nối dùng
chì có mật ñộ Sn cao và lớp Au mõng. Trong công nghiệp vi ñiện tử, lớp mạ Au bên
trên thường ñược dùng ñể chống oxid hóa hay yếu tố ăn mòn của lớp adhesive/diffusion
barrier layer underneath (many times Ni). Việc mạ Au vào trong nơi hàn chảy nhanh và
nếu ñủ mật ñộ phần trăm thì tạo ra AuSn
4
. Nếu lớp mạ mõng hơn 40 microinches ñược
dùng ñể giữa cho phần trăm trọng lượng Au thấp hơn 4% (còn thấp hơn nếu chỉ dùng
một lượng chì hàn ít hơn). Hình.8 minh họa một vết gảy tiêu biểu do Au bi giòn trên mối
hàn chì. Tỉ lệ Au trong chì sẽ gây ảnh hưởng mạnh lên lên các tính chất cơ học. Như
trong hình 9 thì khi Au nằm giữa 5% và 6% sẽ làm giảm tính chất cơ học khoảng 80%.
Hình 10 mặt cắt của nối hàn chì có Au bị giòn.
Ăn mòn (Corrosion)
Ăn mòn là quá trình làm giảm chất
lượng hay pháp hỏng vật liệu do phản ứng
với môi trường. Hằng năm nước Mỹ tốn
khoảng 50 tỉ ñô la ñể chống ăn mòn, từ cầu, sườn xe hơi cho ñến các bộ tạo nước nóng
trong gia ñình. Ăn mòn cần có bốn ñiều kiện cơ bản, thiếu một trong những yếu tố này
thì không còn ăn mòn, ñó là:
1.Anode – Chất oxid hóa học
eFeFe 2
2
+→

ố

ả
nh h
ưở
ng lên t
ố
c
ñộ

ă
n mòn
là
ñặ
c tính c
ủ
a v
ậ
t li
ệ
u, nh
ư
kích th
ướ
c c
ủ
a h
ạ
t
(grain size), t

và
ñộ

nhi
ễ
m iôn c
ũ
ng
ả
nh h
ưở
ng l
ớ
n
ñế
n t
ố
c
ñộ

ă
n
mòn.
Có tám d
ạ
ng
ă
n mòn:
Uniform – general attack
Galvanic– two-metal or battery type

ă
n mòn b
ằ
ng cách mài hay
ñ
ánh gi
ấ
y nhám
Stress corrosion– failure due to corrosion và a tensile stress
Ph
ầ
n này ch
ỉ
kh
ả
o sát v
ề
uniform attack,
galvanic corrosion, selective leaching, và stress
corrosion mà thôi. Uniform attack là d
ạ
ng th
ườ
ng
g
ặ
p nh
ấ
t c
ủ

mõng d
ầ
n tr
ướ
c khi h
ỏ
ng. Ph
ươ
ng th
ứ
c
t
ố
t nh
ấ
t
ñể
gi
ả
m thi
ể
u uniform attack là s
ơ
n hay m
ạ

ñể
b
ề
m

ệ
u
ñ
i
ệ
n th
ế
này
càng cao thì dòng electron càng l
ớ
n và t
ố
c
ñộ

ă
n
mòn càng nhanh. Các vi t
ế
bào (galvanic
cells) t
ạ
o ra m
ộ
t ma tr
ậ
n kim lo
ạ
i
(metal’s matrix) gi

ạ
i
biên c
ủ
a h
ạ
t s
ẽ

ñ
i vào dung d
ị
ch khi g
ặ
m
mòn và t
ạ
o nên các v
ế
t n
ứ
t bên trong và
cu
ố
i cùng là t
ạ
o h
ỏ
ng hóc
ð

u tham kh
ả
o (xem
hình 11).
T
ố
c
ñộ

ă
n mòn galvanic
ñượ
c khu
ế
ch
ñạ
i hay gia t
ă
ng do
ả
nh h
ưở
ng c
ủ
a di
ệ
n tích.
T
ố
c

ghép
ñị
nh tán (rivet). Tác
ñộ
ng
ă
n mòn này s
ẽ
xu
ấ
t hi
ệ
n nhanh h
ơ
n r
ấ
t nhi
ề
u l
ầ
n so v
ớ
i
tr
ườ
ng h
ợ
p tán
ñ
inh b

t an
ố
t hay kim
lo
ạ
i
ă
n mòn (corrosive metal) vào v
ậ
t li
ệ
u c
ầ
n b
ả
o v
ệ
. Tr
ườ
ng h
ợ
p này thì an
ố
t s
ẽ
hy sinh
b
ằ
ng cách mòn d
ầ

ñượ
c có tính
ă
n mòn cao h
ơ
n ch
ấ
t li
ệ
u thép. Ph
ươ
ng pháp an
ố
t t
ự
h
ủ
y
(hy sinh) còn
ñượ
c dùng trong b
ồ
n ch
ứ
a d
ầ
u chôn d
ướ
i m
ặ

ñồ
ng thau và
ñượ
c g
ọ
i là tách k
ẽ
m
(dezincification). K
ẽ
m thoát ra kh
ỏ
i t
ế
bào
ñơ
n v
ị
và
ñ
i vào dung d
ị
ch. Còn l
ạ
i
ñồ
ng thì
r
ấ
t giòn và x

ế
u t
ố

ă
n mòn và l
ự
c c
ă
ng c
ơ
h
ọ
c
nh
ằ
m t
ạ
o h
ỏ
ng hóc. Y
ế
u t
ố

ă
n mòn này làm
gi
ả
m l

còn
ñượ
c t
ạ
o nên t
ừ
sai bi
ệ
t v
ề
h
ệ
s
ố
nhi
ệ
t m
ở
r
ộ
ng (thermal expansion) gi
ữ
a các v
ậ
t
li
ệ
u. H
ệ
s

m (sensitization) khi hàn thép không r
ỉ
. Vùng b
ị

ả
nh h
ưở
ng
nhi
ệ
t (heat-affected zone: HAZ) c
ủ
a m
ố
i hàn (weld) t
ạ
o k
ế
t t
ủ
a carbua M
23
C
6
hay
ñ
úng
h
ơ

23
C
6

ñượ
c
hình thành, thì di
ệ
n tích k
ề
c
ậ
n (adjacent) v
ớ
i carbua tr
ở
thành nghèo Cr. Vùng khi
ế
m Cr-
(<11%) mòn d
ầ
n gi
ố
ng nh
ư
thép carbon và sau cùng thì h
ỏ
ng. M
ố
i n

ế
t t
ủ
a.
Vi
ệ
c gia t
ă
ng các ion (Cl
–
,Br
–
) c
ũ
ng t
ạ
o nên ph
ả
n
ứ
ng hóa h
ọ
c
ă
n mòn. Trong
tr
ườ
ng h
ợ
p ion Cl ph

m iôn c
ũ
ng
ñồ
ng th
ờ
i
ñư
a
ñế
n ch
ấ
t (flux) th
ặ
ng d
ư
nguy hi
ể
m làm phá h
ỏ
ng
acid h
ữ
u c
ơ
.
ð
i
ề
u này t

d
ị
ch
chuy
ể
n c
ủ
a v
ậ
t li
ệ
u
theo h
ướ
ng t
ươ
ng t
ự

nh
ư

ă
n mòn c
ơ
b
ả
n
c
ộ

g
ặ
p trong
ñ
i
ệ
n t
ử
.
ð
i
ề
u này t
ạ
o nên
ng
ắ
n m
ạ
ch ng
ẫ
u
nhi
ệ
n, nh
ư
ng quan
tr
ọ
ng h

y
c
ầ
n
ñượ
c th
ự
c hi
ệ
n t
ạ
i
hi
ệ
n tr
ườ
ng
ñể
xem xét s
ự
phát tri
ể
n c
ủ
a quá trình d
ị
ch chuy
ể
n l
ớ

ị
ch chuy
ể
n,
• Ag epoxy t
ạ
i h
ướ
ng an
ố
t so v
ớ
i ph
ầ
n cat
ố
t, và
• nhi
ể
m b
ẩ
n (contamination).
C
ũ
ng c
ầ
n chú ý là vi
ệ
c d
ị

ụ
thu
ộ
c nhi
ệ
t
ñộStress-strain
Quan h
ệ
kéo-c
ă
ng (stress-strain) là k
ế
t qu
ả
tr
ự
c ti
ế
p c
ủ
a
ñặ
c tính c
ơ
h
ọ

ơ
h
ọ
c ph
ụ
thu
ộ
c r
ấ
t nhi
ề
u vào
ñặ
c tính v
ậ
t
lý. L
ự
c tác
ñộ
ng vào v
ậ
t li
ệ
u c
ũ
ng xác
ñị
nh
ñượ

ề

stress-strain là:

• Modun
ñ
àn h
ồ
i (elasticity: psi hay MPa) – stress-strain trong vùng
ñ
àn h
ồ
i (
ñộ
d
ố
c
c
ủ
a
ñườ
ng cong stress-strain)
• Tensile strength or UTS (psi or MPa) – ph
ầ
n stress l
ớ
n nh
ấ
t trên
ñườ

ạ
o h
ỏ
ng hóc cho v
ậ
t li
ệ
u
d
ướ
i m
ộ
t s
ố
chu k
ỳ
t
ả
i và
không t
ả
i (loading và
unloading).
• Nhão (creep): bi
ế
n d
ạ
ng
theo th
ờ

ệ
n tích
n
ằ
m d
ướ
i
ñườ
ng cong stress-
strain)
Các
ñặ
c tính thông
th
ườ
ng c
ủ
a v
ậ
t li
ệ
u có th
ể
tham kh
ả
o t
ừ
nhi
ề
u tài li

ng (strain
rate), t
ả
i, và biên
ñộ
các chu k
ỳ
(amplitude of cycles). D
ữ
li
ệ
u t
ừ
m
ộ
t ngu
ồ
n c
ầ
n
ñượ
c so
sánh m
ộ
t cách c
ẩ
n th
ậ
n d
ữ

ố
ng v
ậ
t li
ệ
u v
ớ
i nhau trong môi tr
ườ
ng th
ử
nghi
ệ
m có thay
ñổ
i
nhi
ệ
t
ñộ
. V
ậ
t li
ệ
u s
ẽ
dãn hay co l
ạ
i khi nhi
ệ

1 = h
ệ
s
ố
m
ở
r
ộ
ng nhi
ệ
t c
ủ
a v
ậ
t li
ệ
u 1,
∂
2 = h
ệ
s
ố
m
ở
r
ộ
ng nhi
ệ
t c
ủ

x
ấ
u lên v
ậ
t li
ệ
u và gây h
ỏ
ng hóc. S
ố
c nhi
ệ
t (thermal shock) là m
ộ
t chu k
ỳ
nhi
ệ
t gây nên
h
ỏ
ng hóc. D
ữ
li
ệ
u CTE có th
ể
tìm t
ừ
s

m
ở
r
ộ
ng nhi
ệ
t
ñộ
nh
ằ
m
t
ạ
o ra l
ự
c c
ă
ng bi
ế
n d
ạ
ng t
ạ
i b
ề
m
ặ
t võ IC plastic IC.
Ẩ
m th

ạ
o phân l
ớ
p (delamination). Các v
ế
t khuy
ế
t xu
ấ
t hi
ệ
n, t
ạ
o r
ạ
n
n
ứ
t trong l
ớ
p plastic
ở
vùng t
ậ
p trung l
ự
c stress. M
ộ
t
ả

khác.
ð
i
ề
u này t
ạ
o h
ỏ
ng hóc n
ặ
ng và h
ỏ
ng hóc do khuy
ế
t t
ậ
t ti
ề
m tàng c
ủ
a s
ả
n ph
ẩ
m. Khuy
ế
t
t
ậ
t ti

m khi s
ử
d
ụ
ng, b
ị
h
ỏ
ng trong
ñ
i
ề
u ki
ệ
n v
ậ
n
hành ch
ư
a
ñủ
t
ả
i hay tu
ổ
i th
ọ
kém so v
ớ
i thi

h
ỏ
ng hóc sau khi b
ị
ESD bao
g
ồ
m bi
ế
n d
ạ
ng c
ủ
a
ñ
i
ệ
n môi (dielectrics) nh
ư
c
ổ
ng (gate oxides), cách
ñ
i
ệ
n, và các nút
n
ố
i
ñ

n và là công c
ụ
b
ổ

sung cho phân tích h
ỏ
ng hóc. Hi
ệ
n t
ượ
ng quá
ñ
i
ệ
n (EOS: electrical overstress ) là hi
ệ
n
t
ượ
ng linh ki
ệ
n ph
ả
i ch
ị
u y
ế
u t
ố

m, và system spikes. EOS có tính
phá h
ỏ
ng cao h
ơ
n ESD và th
ườ
ng d
ễ
phát
hi
ệ
n và
ñ
ánh giá.

3. Lưu ñồ phân tích
Ph
ầ
n này tuân th
ủ
theo l
ư
u
ñồ
cho th
ủ
t
ụ
c

ủ
y
ế
u (c
ố
t lõi)
6.Th
ự
c hi
ệ
n tác
ñộ
ng ng
ă
n ng
ừ
a
7. D
ẫ
n ch
ứ
ng dùng c
ơ
s
ở
d
ữ
li
ệ
u

ñộ
ng
ñượ
c?
2. Trong môi tr
ườ
ng nào thì ph
ầ
n t
ử
hay linh ki
ệ
n ng
ừ
ng ho
ạ
t
ñộ
ng?
3. Tìm hi
ể
u v
ề
quá trình ho
ạ
t
ñộ
ng c
ủ
a ph

n h
ỏ
ng hóc ch
ư
a? Có ph
ả
i
là trong môi tr
ườ
ng sau cùng thì xu
ấ
t hi
ệ
n h
ỏ
ng hóc?
4. Có bao nhiêu thi
ế
t b
ị
hay ph
ầ
n t
ử
không còn ho
ạ
t
ñộ
ng
ñượ

trong cùng
ñ
i
ề
u ki
ệ
n y h
ệ
t nhau l
ạ
i có cùng h
ỏ
ng
hóc nh
ư
nhau?
7. Các thi
ế
t b
ị
/ph
ầ
n t
ử

ñượ
c ch
ế
t
ạ

ầ
n có nhi
ề
u
ñ
áp án thích h
ợ
p. Câu h
ỏ
i thích h
ợ
p nh
ấ
t c
ầ
n
ñượ
c h
ỏ
i
nh
ằ
m
ñư
a
ñế
n phân tích thành công.Th
ườ
ng thì, c
ả

ñ
ây là m
ộ
t s
ố
thí d
ụ
v
ề
khác bi
ệ
t này:
1a. Các ph
ầ
n t
ử
/thi
ế
t b
ị
không ho
ạ
t
ñộ
ng
ñ
úng do có chân n
ố
i b
ị

n m
ạ
ch gi
ữ
a các chân.
2a. Các ph
ầ
n t
ử
/thi
ế
t b
ị
không ho
ạ
t
ñộ
ng
ñ
úng do có blown trace.
2b. Nguyên nhân h
ỏ
ng hóc là y
ế
u t
ố
x
ả
t
ĩ

a các chân
và bo m
ạ
ch.
3b. Nguyên nhân h
ỏ
ng hóc là do pha k
ế
t lá kim (brittle) gi
ữ
a thi
ế
c và vàng tin/gold
(Sn/Au) t
ạ
o ra khi hàn n
ố
i, không m
ạ
nh b
ằ
ng Sn tr
ướ
c khi hàn, t
ạ
o ra v
ế
t n
ứ
t trên m

áng hay ch
ư
a thích
ñ
áng v
ớ
i v
ấ
n
ñề

ñ
ang kh
ả
o sát. C
ầ
n nhi
ề
u th
ờ
i gian h
ơ
n, nhi
ề
u câu
h
ỏ
i h
ơ
n ph

c phát tri
ể
n tr
ướ
c th
ự
c hi
ệ
n b
ấ
t k
ỳ
k
ế
ho
ạ
ch phân
tích hay tác
ñộ
ng nào. Vi
ệ
c xác
ñị
nh bài toán làm cho nhà phân tích bám theo sát v
ấ
n
ñề
.
Sau m
ỗ

i phân tích
ñể

ñị
nh h
ướ
ng
ñ
úng. Quá
trình xác
ñị
nh bài toán c
ầ
n
ñượ
c chu
ẩ
n b
ị
k
ỹ
l
ưỡ
ng
ñể
h
ướ
ng
ñế
n k

ế
t b
ị
/ ph
ầ
n t
ử
.
ð
i
ề
u này giúp ích nhi
ề
u cho
ng
ườ
i phân tích nh
ằ
m lo
ạ
i b
ỏ
công vi
ệ
c d
ư
th
ừ
a hay không thi
ế

ti
ế
p là tìm t
ấ
t c
ả
thông tin
c
ầ
n thi
ế
t v
ề
thi
ế
t b
ị
/ ph
ầ
n t
ử
tr
ướ
c khi h
ỏ
ng hóc.
• Ph
ầ
n t
ử

i t
ĩ
nh
ñ
i
ệ
n, trong khu v
ự
c có
ñ
i
ề
u hòa nhi
ệ
t
ñộ
và
ẩ
m
ñộ
không?
• Các ph
ầ
n t
ử
này có
ñượ
c tr
ự
c ti

ậ
n trong
ñ
i
ề
u ki
ệ
n nào?
ñượ
c
ñ
óng gói ra sao? có nh
ạ
y c
ả
m
v
ớ
i t
ĩ
nh
ñ
i
ệ
n không?
• Th
ử
nghi
ệ
m

n t
ử
sau khi xu
ấ
t x
ưở
ng không?
•
ð
i
ề
u ki
ệ
n môi tr
ườ
ng t
ạ
i khi x
ả
y ra h
ỏ
ng hóc ra sao (nhi
ệ
t
ñộ
,
ẩ
m
ñộ
, th

không?
• Th
ử
nghi
ệ
m stress ho
ạ
t
ñộ
ng t
ạ
i vùng
ñặ
c tính nào c
ủ
a s
ả
n ph
ẩ
m?
• Các th
ử
nghi
ệ
m th
ẩ
m tra
ñượ
c th
ự

• H
ỏ
ng hóc x
ả
y ra
ở

ñ
âu?
• B
ướ
c l
ắ
p ghép cu
ố
i cùng tr
ướ
c khi phát hi
ệ
n h
ỏ
ng hóc là gì?
• Có
ñ
i
ề
u gì không
ñ
úng chu
ẩ

ệ
n thay th
ế
không?
• H
ỏ
ng hóc có riêng biêt cho t
ừ
ng khách hàng hay t
ừ
ng
ứ
ng d
ụ
ng không? H
ỏ
ng hóc
ñượ
c cô l
ậ
p ra sao?
• Tr
ướ
c
ñ
ây có xu
ấ
t hi
ệ
n h

•
ð
i
ề
u ki
ệ
n t
ạ
i th
ờ
i
ñ
i
ể
m x
ả
y ra h
ỏ
ng hóc c
ủ
a khách hàng, nhà cung c
ấ
p, n
ơ
i s
ử
d
ụ
ng
ra sao?

môi tr
ườ
ng (nhi
ệ
t
ñộ
,
ẩ
m
ñộ
, v
ị
trí, v.v, )
• Linh ki
ệ
n
ñượ
c b
ả
o qu
ả
n nh
ư
th
ế
nào tr
ướ
c khi phân tích?
1.
Ả

ữ
li
ệ
u có liên quan
ñế
n linh ki
ệ
n: s
ố
hi
ệ
u, mã th
ờ
i gian, thông tin v
ề
lô hàng , s
ơ

ñồ
m
ạ
ch (linh ki
ệ
n và m
ạ
ch
ñ
i
ệ
n)

ậ
y t
ừ
phòng thí nghi
ệ
m c
ủ
a nhà s
ả
n xu
ấ
t linh ki
ệ
n. Trong m
ộ
t s
ố

tr
ườ
ng h
ợ
p,
ñộ
tin c
ậ
y t
ừ
phòng thí nghi
ệ

i quan tr
ọ
ng, th
ự
c hi
ệ
n k
ế
ho
ạ
ch phân tích h
ỏ
ng hóc
dùng th
ử
nghi
ệ
m thích h
ợ
p. Tùy d
ạ
ng h
ỏ
ng hóc, có th
ể
dùng nhi
ề
u công c
ụ
phân tích

ng hóc kim lo
ạ
i, nh
ư
quá trình
phân l
ớ
p (delaminations), d
ị
ch chuy
ể
n kim lo
ạ
i (metal migration), hay nhi
ễ
m b
ẩ
n
(contamination), thì c
ầ
n thêm phân tích hóa h
ọ
c nh
ư
EDS (Energy Dispersive X-Ray
Spectroscopy), SAM (Scanning Auger Microanalysis), hay FTIR (Fourier Transform
Infrared). Ph
ầ
n ti
ế

ấ
p
ñộ
nghiêm tr
ọ
ng. Th
ử
nghi
ệ
m không h
ỏ
ng hóc c
ầ
n
ñượ
c th
ự
c hi
ệ
n
tr
ướ
c
ñể
thu th
ậ
p minh ch
ứ
ng ch
ư

ệ
m ti
ế
p theo (thí d
ụ
, th
ự
c hi
ệ
n th
ử
nghi
ệ
m
v
ề
rò r
ĩ
tr
ướ
c khi m
ở
võ ra).

3.4 Thực hiện kế hoạch phân tích hỏng hóc
C
ầ
n th
ự
c hi

ụ
c phân tích. C
ấ
u trúc c
ủ
a k
ế
ho
ạ
ch th
ử
nghi
ệ
m
c
ầ
n
ñượ
c th
ự
c hi
ệ
n t
ừ
ng b
ướ
c
ñể
không phá h
ỏ

u ki
ệ
n c
ủ
a linh ki
ệ
n tr
ướ
c và sau khi th
ử
. B
ắ
t bu
ộ
c ph
ả
i l
ư
u
d
ữ
li
ệ
u cho các ph
ầ
n b
ị
bi
ế
n

ậ
n t
ư
li
ệ
u v
ề
t
ừ
ng k
ế
t qu
ả
th
ử
nghi
ệ
m, các k
ế
t qu
ả
nh
ấ
t thi
ế
t ph
ả
i
ñượ
c ghi

ầ
n có.
• Xem l
ạ
i d
ữ
li
ệ
u thu th
ậ
p
ñượ
c t
ạ
i m
ỗ
i b
ướ
c trong k
ế
ho
ạ
ch phân tích. K
ế
ho
ạ
ch
phân tích
ñượ
c thay

ho
ạ
ch. Trong m
ộ
t s
ố
tr
ườ
ng h
ợ
p, vi
ệ
c g
ặ
p g
ở
v
ớ
i
các nhóm có liên quan s
ẽ
h
ữ
u ích
ñể
xác
ñị
nh b
ướ
c ti

c t
ừ
phân tích không cung c
ấ
p ch
ỉ
d
ẫ
n
rõ ràng v
ề
nguyên nhân h
ỏ
ng hóc. Các th
ử
nghi
ệ
m có ki
ể
m soát cung c
ấ
p thêm thông tin
v
ề
nguyên nhân h
ỏ
ng hóc. C
ầ
n gi
ữ

ng hóc tìm
ñượ
c t
ừ
k
ế
t qu
ả
phân tích và nghi
ệ
n c
ứ
u có
liên quan. Tìm nguyên nhân t
ừ
d
ữ
li
ệ
u ch
ứ
không dùng nh
ậ
n th
ứ
c c
ủ
a mình có l
ẽ
là cách

ậ
n là chính s
ả
n ph
ẩ
m hay quá trình c
ủ
a h
ọ
là nguyên nhân gây
h
ỏ
ng hóc, nh
ư
ng ng
ườ
i phân tích h
ỏ
ng hóc thì c
ầ
n trung th
ự
c khi báo cáo k
ế
t qu
ả
tìm
ñượ
c c
ủ

ề
u này
ñ
ôi khi c
ầ
n có s
ự
h
ợ
p tác t
ừ
nhi
ề
u phía, t
ừ
khâu s
ả
n xu
ấ
t
ñế
n bán hàng. Các
hành
ñộ
ng s
ử
a ch
ữ
a th
ườ

t li
ệ
u.
• L
ư
u d
ữ
li
ệ
u và hu
ấ
n luy
ệ
n.

3.7 Tư liệu/cơ sở dữ liệu
Dùng tài li
ệ
u và c
ơ
s
ở
d
ữ
li
ệ
u t
ừ
m
ọ

ng bao g
ồ
m các b
ướ
c sau:
• Xác
ñị
nh bài toán,
• T
ừ
ng ph
ầ
n hay quá kh
ứ
c
ủ
a các thành ph
ầ
n ,
• Th
ủ
t
ụ
c phân tích h
ỏ
ng hóc,
• Tìm ki
ế
m m
ọ

p l
ạ
i h
ỏ
ng hóc
Báo cáo này c
ầ
n ghi ra n
ộ
i dung t
ừ
lúc b
ắ
t
ñầ
u cho
ñế
n khi k
ế
t thúc, bao g
ồ
m m
ọ
i v
ấ
n
ñề
, m
ọ
i d

n.

4. Thí dụ về phân tích hỏng hóc
Bài toán
:
M
ộ
t b
ộ
phân áp (attenuator) b
ị
n
ổ
do phân l
ớ
p
(delaminated) trong qua trình hàn (solder-
reflow process). Thông tin này
ñượ
c k
ỹ
s
ư
xác
ñị
nh là do v
ậ
t li
ệ
u và nhi

ướ
c
ñầ
u phân tích là sao ch
ụ
p các tài li
ệ
u liên quan
ñế
n h
ỏ
ng hóc do phân l
ớ
p
(delaminated). Nên dùng thi
ế
t b
ị
SEM (Scanning Electron Microscopy) và EDS (Energy
Dispersive X-Ray Spectroscopy). Th
ư

m
ụ
c và bi
ể
u
ñồ
pha
ở

y có
vàng (Au) trong m
ố
i n
ố
i (hình 30). B
ướ
c
k
ế
ti
ế
p trong phân tích h
ỏ
ng hóc là tìm
m
ặ
t c
ắ
t c
ủ
a ph
ầ
n v
ậ
t li
ệ
u g
ố
c (còn

m
ố
i n
ố
i. Hình 31 là m
ộ
t vi
ñồ
th
ị
SEM
dùng k
ỹ
thu
ậ
t Backscattered Electron Imaging, cho th
ấ
y có AuSn
4
intermetallics trong
m
ố
i hàn.
ðồ
th
ị

dùng tia-X s
ố


ủ
a Au trên toàn
m
ố
i n
ố
i.
ð
i
ề
u
này cung c
ấ
p
ñủ

b
ằ
ng ch
ứ
ng v
ề

Au embrittlement
và gi
ả
i thích
ñượ
c
nguyên nhân xu

ỹ
s
ư

n
ơ
i s
ả
n xu
ấ
t
ñể
b
ả
o
ñ
ãm
ñượ
c tính hi
ệ
n th
ự
c. Tr
ườ
ng h
ợ
p này cho th
ấ
t
ñ

ế
t ph
ả
i
ph
ả
i dùng Au mõng h
ơ
n
ñể
t
ỉ
l
ệ
không quá 4% t
ạ
i m
ố
i n
ố
i tráng thi
ế
c, và lo
ạ
i Au ra kh
ỏ
i
ph
ầ
n t

s
ở
d
ữ
li
ệ
u cho ph
ầ
n tham kh
ả
o t
ươ
ng l
ạ
i, nh
ằ
m tránh làm trùng l
ặ
p thí nghi
ệ
m.

5. Kỹ thuật phân tích
Danh m
ụ
c mô t
ả
các k
ỹ
thu

ng hay kính hi
ể
n vi quang h
ọ
c (OM: optical light microscopy). Ngoài kh
ả
n
ă
ng
cung c
ấ
p t
ư
li
ệ
u hình
ả
nh dùng cho các b
ướ
c phân tích, OM còn dùng
ñể
tìm:
• Các ô nhi
ể
m b
ề
m
ặ
t có kh
ả

t, g
ả
y trong các
ñườ
ng hàn
• N
ố
i chì b
ị
g
ả
y
• Thay
ñổ
i màu s
ắ
c do cháy hay quá nhi
ệ
t
• Tìm ra
ñ
úng s
ố
hi
ệ
u (part numbers).
5.2 Chiếu tia X
Nguyên lý hoạt ñộng

Ph

n vi quang h
ọ
c không quan sát
ñượ
c
do có ph
ầ
n b
ị
che khu
ấ
t. Vùng
ñượ
c chi
ế
u
x
ạ
nhi
ề
u (các ph
ầ
n t
ử
nh
ẹ
, các
ñ
o
ạ

t
ñượ
c dùng nhi
ề
u và ch
ủ
y
ế
u là trong y
khoa.
• Ph
ươ
ng pháp dùng tia X trong th
ờ
i
gian th
ự
c, bao g
ồ
m vi
ệ
c phóng hình chi
ế
u
ả
nh c
ủ
a ph
ầ
n c

ệ
n
ñượ
c
ả
nh trên máy tính.

Ứng dụng
• Tìm m
ố
i n
ố
i b
ị
g
ả
y;
• M
ố
i n
ố
i b
ị
bong
• M
ố
i n
ố
i sai ch
ổ

ệ
n bên trong.

5.3 Máy quét dùng siêu âm chế ñộ C ( C-mode scanning acoutic microscopy)
C-SAM là thi
ế
t b
ị
phân tích dùng âm ph
ả
n x
ạ

ñể
phát hi
ệ
n l
ỗ
h
ỏ
ng, v
ế
t n
ứ
t, g
ả
y n
ố
i
và bóc l

m chìm trong
ph
ầ
n n
ướ
c kh
ử
ion.
Nguyên lý hoạt ñộng
C-SAM t
ạ
o tr
ườ
ng quét c
ơ
h
ọ
c m
ộ
t
chuy
ể
n
ñổ
i áp
ñ
i
ệ
n (piezoelectric
transducer) trên m

ườ
ng ghép (n
ướ
c kh
ử
ion).
Xung âm
ñ
i qua m
ẫ
u và t
ạ
o ti
ế
ng v
ọ
ng
ng
ượ
c l
ạ
i trên giao di
ệ
n trên m
ẫ
u c
ầ
n th
ử
.

ch
• Nh
ậ
n d
ạ
ng tróc l
ớ
p trong khuôn và l
ớ
p bán d
ẫ
n;
• Nh
ậ
n d
ạ
ng ra h
ỏ
ng hóc ph
ụ
mà tia X ch
ư
a phát hi
ệ
n ra, b
ổ
sung d
ữ
li
ệ

ấ
u, m
ứ
c ph
ầ
n tr
ă
m bao ph
ủ
liên k
ế
t
(bonding coverage) và s
ự
toàn v
ẹ
n c
ủ
a liên k
ế
t
(bonding integrity).

5.4 Quét hiển vi ñiện tử (SEM: Scanning
Electron Microscopy)
SEM là k
ỹ
thu
ậ
t dùng t

Angstroms). SEM th
ườ
ng dùng trong k
ỹ
thu
ậ
t
không phá h
ủ
y (tuy có m
ộ
t s
ố
m
ẫ
u b
ị
h
ỏ
ng do
chùm tia
ñ
i
ệ
n t
ử
) do không có l
ớ
p ph
ủ

ẫ
u th
ử
. Hình
ả
nh
ñượ
c t
ạ
o nên
t
ừ
cách quét chùm tia s
ơ
c
ấ
p này qua ph
ầ
n di
ệ
n tích
và hi
ể
n th
ị

ñồ
ng b
ộ
lên trên

ứ
ng v
ớ
i vùng có nhi
ề
u hay ít electron ra. Các electron th
ứ
c
ấ
p (SEI: secondary
electrons) thoát kh
ỏ
i b
ề
m
ặ
t c
ủ
a m
ẫ
u x
ấ
p x
ỉ
300 Angstroms. Chùm tia s
ơ
c
ấ
p thâm nh
ậ

truy
ề
n th
ố
ng, phát
theo tr
ườ
ng (field-
emission FE), và theo
d
ạ
ng môi tru
ờ
ng.
SEM truy
ề
n th
ố
ng
dùm các tim b
ằ
ng
tungsten hay
lanthanum hexaboride
(LaB
6
),
ố
ng tia 10
–7

u d
ụ
ng trong t
ầ
m t
ừ
2 kV
ñế
n 40 kV, và
ñộ
phân gi
ả
i gi
ả
m
khi
ñ
i
ệ
n áp gi
ả
m.
Ư
u
ñ
i
ể
m khi dùng tim LaB
6
cho hình

nhi
ệ
n hay ph
ả
i l
ớ
p ph
ủ
m
ạ
.
SEM d
ạ
ng FE dùng tim tungsten có kích th
ướ
c
ñườ
ng kín nh
ỏ
h
ơ
n so v
ớ
i d
ạ
ng SEM
truy
ề
n th
ố

ngay c
ả
v
ớ
i
ñ
i
ệ
n áp gia t
ố
c th
ấ
p. T
ầ
m
ñ
i
ệ
n áp là t
ừ
0.1 kV
ñế
n 30 kV, v
ớ
i
ñộ
phân gi
ả
i t
ố

ệ
n.
SEM môi tr
ườ
ng dùng c
ộ
t áp su
ấ
t thay
ñổ
i nh
ằ
m t
ạ
o ra áp su
ấ
t th
ấ
p trong phòng l
ấ
y
m
ẫ
u nh
ằ
m thích h
ợ
p v
ớ
i m

xem
xét thay
ñổ
i v
ề
c
ấ
u trúc c
ủ
a v
ậ
t li
ệ
u.
Các chế ñộ hình ảnh SEM
Ch
ế

ñộ
hình
ả
nh
ñ
i
ệ
n t
ử
th
ứ
c

• Có
ñượ
c các
ñ
i
ệ
n t
ử
cao t
ạ
o
ñộ
sáng
c
ủ
a hình v
ớ
i nhi
ễ
u th
ấ
p.
• Thu
ñượ
c các
ñ
i
ệ
n t
ử

i cao.
Ch
ế

ñộ
hình
ả
nh (BEI: Backscattered Electron Imaging)
• N
ă
ng l
ượ
ng electron backscattered cao t
ừ
m
ẫ
u, th
ườ
ng là t
ừ
t
ươ
ng tác c
ủ
a chùm tia
chính.
• Không c
ầ
n nhi
ề

u
ñế
n b
ộ
dò (không c
ầ
n collector).
• Không thu electron xung quanh góc; tuy có thông tin v
ề
tôpô t
ố
t.
•
ðộ
phân gi
ả
i th
ấ
p h
ơ
n so v
ớ
i SEI do electron tán x
ạ
và chùm tia th
ứ
c
ấ
p r
ộ

• B
ộ
khu
ế
ch
ñạ
i
ñộ
l
ợ
i l
ớ
n
ñươ
c n
ố
i v
ớ
i hai linh ki
ệ
n d
ẫ
n và
ñồ
ng b
ộ
v
ớ
i tia quét
CRT.

Voltage Contrast (VC)
•
ð
i
ệ
n áp phân c
ự
c
ñượ
c c
ấ
p cho linh ki
ệ
n qua k
ế
t n
ố
i
ở
phòng SEM.
• Thay
ñổ
i m
ứ
c
ñ
i
ệ
n áp c
ủ

Ứng dụng
•
Ướ
c l
ượ
ng v
ậ
t li
ệ
u và xác
ñị
nh
ñặ
c tính – xác
ñị
nh hình thái h
ọ
c b
ề
m
ặ
t và ki
ể
m
tra b
ằ
ng m
ắ
t;
• Phân tích v

ề
nhi
ễ
m b
ẩ
n (BEI), ch
ế

ñộ
h
ỏ
ng hóc, c
ơ
ch
ế
h
ỏ
ng
hóc, và reverse engineering;
• Ki
ể
m tra và tìm
ñặ
c tính khuy
ế
t t
ậ
t c
ủ
a m

c
l
ượ
ng quá trình.

5.5 Energy Dispersive X-Ray
Spectroscopy (EDS)
EDS là k
ỹ
thu
ậ
t
ñể
nh
ậ
n d
ạ
ng
ñị
nh
tính và
ñị
nh l
ượ
ng c
ấ
u t
ạ
o ph
ầ

t
ấ
t c
ả
ph
ầ
n t
ử
n
ặ
ng hay nh
ẹ
h
ơ
n Be
(beryllium) trong b
ả
ng phân lo
ạ
i tu
ầ
n
hoàn,
ñề
u phát hi
ệ
n
ñượ
c dùng ph
ươ

ả
i là m
ộ
t micron), b
ả
n
ñồ
tia
X, hay
ñườ
ng quét cho th
ấ
y
ñộ
phân b
ố

c
ủ
a ph
ầ
n t
ử
có trong ph
ầ
n di
ệ
n tích.
Nguyên lý hoạt ñộng:
Chùm electron t

u. Tia X
ñượ
c t
ạ
o
nên khi electron ngoài cùng r
ơ
i vào m
ứ
c th
ấ
p h
ơ
n làm xu
ấ
t hi
ệ
n phát x
ạ

ñ
i
ệ
n t
ử
th
ứ
c
ấ
p.

ớ
p trong c
ủ
a
ñ
i
ệ
n t
ử
. M
ỗ
i ph
ầ
n t
ử

ñượ
c
ñặ
c tr
ư
ng t
ừ
dãi n
ă
ng l
ượ
ng tia X phát
hi
ệ

ñỉ
nh) theo tr
ụ
c n
ă
ng l
ượ
ng. M
ộ
t b
ả
n
ñồ
dùng tia X cho th
ấ
y phân b
ố

c
ủ
a nguyên t
ố
c
ơ
b
ả
n
ñượ
c thu th
ậ

Ứ
ng d
ụ
ng
•
Ướ
c l
ượ
ng v
ậ
t li
ệ
u- nh
ậ
n d
ạ
ng và ki
ể
m tra v
ề
nhi
ễ
m b
ẩ
n, h
ợ
p kim và intermetallics,
thành ph
ầ
n c

ậ
t li
ệ
u, nh
ậ
n d
ạ
ng h
ợ
p kim, và ch
ứ
ng nh
ậ
n
ñặ
c tính
l
ớ
p m
ạ
(plating specification certification).

5.6 Scanning Auger Microanalysis (SAM)
SAM là k
ỹ
thu
ậ
t phân tích b
ề
m

c c
ủ
a b
ề
m
ặ
t và giao di
ệ
n. SAM có chi
ề
u sâu
vào m
ẫ
u t
ừ
10 - 30 Angstroms, cung c
ấ
p thông tin v
ề
ph
ầ
n t
ử
c
ủ
a films mõng
ñế
n vài
monolayers. SAM còn minh h
ọ

ệ
n
ñượ
c lithium (Li)
và ph
ầ
n t
ử
n
ặ
ng khác trong b
ả
ng phân l
ọ
ai tu
ầ
n hoàn v
ớ
i
ñộ
t
ậ
p trung kho
ả
ng 1.0 wt %.
Nguyên lý
hoạt ñộng
:
M
ộ

thích. N
ế
u
electron
ñượ
c
phát ra t
ừ
qu
ĩ

ñạ
o bên trong, thì nguyên t
ử

ñượ
c kích thích
ñượ
c
ñư
a v
ề
n
ă
ng l
ượ
ng th
ấ
p h
ơ

c t
ạ
o ra và b
ị
tiêu tán, do
ả
nh h
ưở
ng c
ủ
a các electron t
ừ
l
ớ
p
k
ế
t n
ố
i khác, g
ọ
i là electron Auger, hay do phát x
ạ
c
ủ
a quang t
ử
tia X. Các electron
Auger có
ñặ

ậ
t li
ệ
u- nh
ậ
n d
ạ
ng b
ề
m
ặ
t b
ị
nhi
ễ
m b
ẩ
n, ki
ể
m tra tính
ñồ
ng
ñề
u c
ủ
a b
ề
m
ặ
t,

a s
ả
n ph
ẩ
m, nh
ậ
n d
ạ
ng v
ế
t b
ẫ
n màu, và
phân tích v
ậ
t li
ệ
u b
ị
phân l
ớ
p;
• Nh
ậ
n d
ạ
ng pha thâm nh
ậ
p th
ứ

ủ
a quá trình,
và xác
ñị
nh
ñộ
dày t
ươ
ng
ñố
i c
ủ
a films mõng.

5.7 X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) Electron Spectroscopy for
Chemical Analysis (ESCA)
XPS là k
ỹ
thu
ậ
t phân tích b
ề
m
ặ
t nh
ằ
m
ñị
nh tính và
ñị

ủ
a m
ẫ
u.
XPS thích h
ợ
p v
ớ
i các m
ẫ
u r
ắ
n không d
ẫ
n
ñ
i
ệ
n và phát hi
ệ
n các thành ph
ầ
n n
ặ
ng hay
n
ặ
ng h
ơ
n (Li) (Z

ề
m
ặ
t. Các quang
ñ
i
ệ
n t
ử
do b
ề
m
ặ
t phát ra này có n
ă
ng l
ượ
ng b
ằ
ng v
ớ
i n
ă
ng
l
ượ
ng tia X (h
ν
), trong
ñ

ñ
i. N
ă
ng l
ượ
ng ràng bu
ộ
c electron này,
ñượ
c
ñ
o b
ằ
ng electron spectrometer
ñộ
phân gi
ả
i cao, cung c
ấ
p
ñượ
c thông tin
ñể
nh
ậ
n d
ạ
ng
nguyên t
ử

ậ
p b
ề
m
ặ
t c
ủ
a chùm
tia vào kho
ả
ng 30 Angstroms.
Ứng dụng
:
• Xác
ñị
nh tr
ạ
ng thái hóa tr
ị
và/hay môi tr
ườ
ng k
ế
t n
ố
i c
ủ
a nguyên t
ử


ạ
i,
• Xác
ñị
nh b
ề
m
ặ
t carbon (graphite hay carbide),
• Nh
ậ
n d
ạ
ng nhóm ch
ứ
c n
ă
ng h
ữ
u c
ơ
trong polymers,
• Depth profiling of materials,và
• Nh
ậ
n d
ạ
ng b
ề
m

ộ
t s
ố
v
ậ
t li
ệ
u
vô c
ơ
và nhóm ch
ứ
c n
ă
ng hi
ệ
n di
ệ
n trong m
ẫ
u th
ử
. Các m
ẫ
u th
ử
có th
ể

ở

mm
ñể
có
ñộ
nh
ạ
y t
ố
i
ñ
a. Các m
ẫ
u này
ñượ
c tác
ñộ
ng dùng tia h
ồ
ng ngo
ạ
i (phi kim)
ñể

t
ạ
o ra ph
ổ
có
ñộ
dài sóng trong t

p th
ụ
m
ộ
t s
ố
b
ướ
c sóng. Ánh sáng qua b
ộ
dò tia h
ồ
ng ngo
ạ
i, và máy tính th
ự
c hi
ệ
n bi
ế
n
ñổ
i Fourier
ñể
chuy
ể
n
ñổ
i c
ườ

ậ
n d
ạ
ng dãi ph
ổ
h
ấ
p thu cho phép nh
ậ
n d
ạ
ng thành
ph
ầ
n c
ủ
a m
ẫ
u.

Ứng dụng
• Nh
ậ
n d
ạ
ng l
ớ
p ph
ủ
polymer, s

ạ
ng r
ắ
n hay l
ỏ
ng và polymers;
• Phân tích h
ỏ
ng hóc-nh
ậ
n d
ạ
ng ch
ấ
t nhi
ể
m b
ẩ
n khi
ñ
óng gói linh ki
ệ
n và vi
ñ
i
ệ
n t
ử
, ch
ấ

t k
ế
t dính, ch
ấ
t t
ẩ
y, r
ử
a
• Ki
ể
m tra ch
ấ
t l
ượ
ng – so sánh các m
ẫ
u t
ố
t và x
ấ
u
• Ki
ể
m tra t
ừ
ng ph
ầ
n và
ñộ

i
ñể
t
ạ
o
ả
nh nhi
ệ
t
c
ủ
a m
ẫ
u th
ử
. Yêu c
ầ
u là b
ề
m
ặ
t c
ầ
n ghi
hình ph
ả
i có màu
ñ
en
ñể

ầ
n ph
ủ

ñ
en hay thay
ñổ
i góc
ph
ả
n x
ạ

ñể

ñọ
c
ñượ
c nhi
ệ
t
ñộ
chính xác.

Nguyên lý hoạt ñộng
:
B
ộ
phát tia h
ồ

nh trong th
ờ
i
gian th
ự
c nh
ằ
m minh h
ọ
a c
ườ
ng
ñộ
hay
m
ứ
c b
ứ
c x
ạ
.
Ứng dụng
:
• Quan sát các
ñ
i
ể
m nóng c
ủ
a m

ẩ
m
ñ
ang
ñượ
c phát tri
ể
n;
• Ki
ể
m tra ch
ấ
t l
ượ
ng – ki
ể
m tra nhi
ệ
t
ñộ
v
ậ
n hành c
ủ
a ph
ầ
n t
ử
theo
ñ

ế
t là t
ố
t, và
• Phân tích h
ỏ
ng hóc – nh
ậ
n d
ạ
ng nhi
ệ
t
ñộ
h
ỏ
ng hóc c
ủ
a linh ki
ệ
n
ñượ
c phân c
ự
c.
H
ạ
n ch
ế
c

.
2. Phát x
ạ
b
ề
m
ặ
t th
ấ
p (low-emissivity) nh
ư
vàng thì c
ầ
n ph
ủ
l
ạ
i hay ph
ả
i thay
ñổ
i v
ề

emissivity correction nh
ằ
m
ñọ
c
ñượ

ỹ
thu
ậ
t th
ổ
i dùng chùm tia iôn
ñể
có
ñộ
chính xác m
ặ
t c
ắ
t
ñế
n 0.2-µm.
M
ặ
t c
ắ
t s
ạ
ch, không b
ị
b
ẩ
n, cho phép mô
t
ả
giao di

c
ñặ
t vào sau khi chùm iôn
ñ
ã c
ắ
t
nh
ằ
m t
ạ
o k
ế
t n
ố
i gi
ữ
a các vùng trong
m
ạ
ch.
ð
i
ề
u này cho phép gi
ả
m thi
ể
u th
ờ

ặ
t c
ủ
a m
ẫ
u th
ử
.
Ứng dụng
:
• Quan sát các h
ỏ
ng hóc nghi ng
ờ
theo tr
ụ
c Z;
• Chu
ẩ
n b
ị
s
ơ

ñồ
t
ạ
o nhi
ề
u l

ậ
t hình
ả
nh v
ớ
i
ñộ
phân gi
ả
i c
ấ
p nguyên t
ử
hay c
ậ
n nguyên
t
ử
. Dùng AFM/SPM, thì ta
ñ
o
ñượ
c kích th
ướ
c Z m
ộ
t cách
ñị
nh l
ượ

n áp
ñ
i
ệ
n
(piezoelectrically induced motions). Máy tính chuy
ể
n
ñổ
i d
ị
ch chuy
ể
n này thành hình
ả
nh
ba chi
ề
u c
ủ
a b
ề
m
ặ
t. N
ế
u
ñầ
u mút và b
ề

ng t
ừ

ñầ
u mút d
ạ
ng b
ề
m
ặ
t
(Scanning Tunneling Microscopy, STM). L
ự
c phân t
ử
do b
ề
m
ặ
t t
ạ
o ra nh
ằ
m ch
ố
ng l
ạ
i
ñầ
u mút giúp ghi nh

t khi có giao
ñộ
ng
ở
t
ầ
n s
ố
cao, hay
ñượ
c quét nhanh trên b
ề
m
ặ
t
(xem tham kh
ả
o 9).
Ứng dụng
•
ð
o
ñị
nh l
ượ
ng b
ề
m
ặ
t g

ủ
a các wafers bán d
ẫ
n, linh ki
ệ
n quang h
ọ
c,
ñĩ
a c
ứ
ng và
•
ð
o l
ớ
p ph
ủ

ở
b
ề
m
ặ
t.

5.12 Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS)
SIMS là k
ỹ
thu

u. Dòng tia ion
ñượ
c th
ổ
i vào c
ũ
ng t
ạ
o
ra phân b
ố
(elemental depth distributions). Các m
ẫ
u th
ử
dùng cho SIMS c
ầ
n có
ñộ
chân
không lên
ñế
n 10
–8

ñế
n 10
–9
Torr và có th
ể