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实验室中的声场分析技术与应用案例从世界上第一台计算机问世以来，科技的快速发展一直是人类社会的一项重要动力。
无论是在工业生产、医疗健康还是日常生活中，科技都发挥着越来越重要的作用。
其中，实验室中的声场分析技术是一项具有广泛应用前景的技术。
本文将探讨实验室中的声场分析技术及其应用案例。
声场分析技术是指通过对声音的分析与测试，对声音的传播、变化和特征进行深入研究的一项技术。
它可以帮助我们了解声音在空间中的传播规律，揭示声音产生的原理与机制，从而为各个领域提供科学依据和技术支持。
在实验室中，声场分析技术被广泛应用于多个领域，包括音乐、声学、汽车、航空航天等。
首先，让我们以音乐领域为例，探讨实验室中的声场分析技术的应用。
在音乐制作过程中，良好的声场环境可以为音乐作品的创作和制作提供更好的条件。
借助声场分析技术，音乐人可以实时监测和分析声音的空间分布、均衡度和色彩，优化录音棚的音响设备和布局，以达到更具层次感和真实感的音乐作品。
此外，在音乐会场和剧院中，声场分析技术也可以用来优化音响设备的布置和调整，以提供更好的听觉体验。
其次，声场分析技术在声学领域的应用也具有重要意义。
声学领域致力于研究声音的产生、传播和接收，通过声场分析技术可以更好地理解声波传播的规律。
例如，在城市规划和建筑设计中，声场分析技术可以用来评估建筑物的声学性能，预测室内和室外的噪音水平，提供有效的噪音控制和隔音方案。
此外，声场分析技术还可以应用于声纹识别、声波通信等领域。
而在汽车工业中，声场分析技术也被广泛应用于汽车噪音控制。
汽车内部的噪音不仅会影响驾驶员和乘客的舒适性，还会对车辆的性能和安全性产生负面影响。
通过声场分析技术，工程师可以评估车辆各个部件和系统对噪音的贡献，找出噪音源并采取相应的控制措施，以提升驾乘体验和车辆性能。
此外，声场分析技术还可以用于汽车音响系统的设计和调试，提供更好的音质和音效。
最后，声场分析技术在航空航天领域的应用也具有重要意义。
第31卷第4期原子能科学技术V o l.31,N o.4 1997年7月A tom ic Energy Science and T echno logy Ju ly1997加速器质谱法测定129I的研究何 明 姜 山 蒋崧生 武绍勇(中国原子能科学研究院核物理研究所,北京,102413)谢运棉(中国原子能科学研究院保健物理部,北京,102413)为了排除加速器质谱法(AM S)测量129I时127I的干扰,采用微通道板获取起始时间信号,用半导体探测器获取停止时间信号,建立了飞行时间系统。
此系统总的时间分辨为650p s,使129I测量的灵敏度(129I与127I原子比)达到6×10-13,并应用于环境样品和国际比对样品中129I含量的测定。
关键词 129I 加速器质谱法 飞行时间自然界中129I主要有两个来源:宇宙射线引起Xe发生的散裂反应和地壳中一些重核素(主要是235U、238U)的自发裂变或诱发裂变。
近几十年来,核武器试验和核能设施产生了相当多的129I,将自然界中的129I水平提高了几个数量级[1]。
由于I的挥发性和129I具有长的半衰期(T1 2=1.57×107a),自然界中的129I会进入人类的食物链并聚集起来,对人体产生影响。
因此,需要对环境中的129I进行监测。
另外,在核安全评估、地质年代测定、地下水分析等方面129I 的测定也有重要的应用前景。
129I可用其它方法测定,如中子活化法(NAA)和电感耦合等离子质谱法(I CP2M S)。
由于样品照射时133C s、127I产生的130I以及127I产生的126I等都会产生干扰从而限制了NAA测量灵敏度[2];由于129Xe和127I的干扰,I CP2M S法测定129I的最低限为1010个原子[3];AM S测定能有效地排除干扰,提高129I测量的灵敏度。
因此,AM S测定环境中的129I颇受关注,在其它学科中的应用也在逐步展开。
fmeca方法摘要：FMECA方法概述及应用场景一、FMECA方法简介1.FMECA定义2.FMECA发展历程3.FMECA方法原理二、FMECA方法应用场景1.工程领域2.质量管理3.风险评估三、FMECA方法实施步骤1.前期准备2.功能分析3.失效模式分析4.风险评估5.制定纠正措施6.跟踪与改进四、FMECA方法的优势与局限性1.优势a.系统性强b.预防性强c.易于操作2.局限性a.数据需求较大b.适用范围有限五、FMECA方法在我国的应用与发展1.我国FMECA应用现状2.我国FMECA发展趋势正文：一、FMECA方法简介1.FMECA定义FMECA（Failure Mode and Effects Analysis）方法，即失效模式与影响分析，是一种系统性的、预防性的、用于识别和评估系统、产品或过程中潜在失效模式和其后果的分析方法。
2.FMECA发展历程FMECA方法起源于20世纪60年代的美国航空航天领域，随着科技的发展和工业化进程的加快，FMECA方法逐渐被广泛应用于各个领域。
3.FMECA方法原理FMECA方法主要通过对系统、产品或过程的各个环节进行分析，识别潜在的失效模式，评估失效对系统、产品或过程的影响程度，以及失效发生的概率，从而找出高风险的失效模式，为后续的改进提供依据。
二、FMECA方法应用场景1.工程领域在工程领域，FMECA方法常用于评估项目风险，识别和预防潜在的失效，以确保项目的顺利进行。
2.质量管理在质量管理中，FMECA方法可以帮助企业识别和消除潜在的质量隐患，提高产品质量，降低售后成本。
3.风险评估FMECA方法可以用于对企业、项目或产品进行全面的风险评估，帮助企业制定风险应对策略，确保企业运营的安全稳定。
三、FMECA方法实施步骤1.前期准备在进行FMECA分析前，需要对分析对象进行了解，收集相关资料，组建分析团队，并确定分析的目标和范围。
2.功能分析对分析对象的功能进行详细分析，了解各个环节的相互作用和相互依赖关系。
FMEA 简介FMEA(Failure Mode and Effect Analysis,失效模式和效果分析)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。
具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。
FMEA最早是由美国国家宇航局(NASA)形成的一套分析模式，FMEA是一种实用的解决问题的方法，可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。
FMEA简介FMEA有三种类型，分别是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA，本文中主要讨论工艺FMEA。
1)确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：需要设计的新系统、产品和工艺；对现有设计和工艺的改进；在新的应用中或新的环境下，对以前的设计和工艺的保留使用；形成FMEA团队。
理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。
2)记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录，需要强调的是，FMEA文件必须包括创建和更新的日期。
3) 创建工艺流程图。
工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定，实施FMEA需要工艺流程图，一般情况下工艺流程图不要轻易变动。
4)列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段：4.1 对于工艺流程中的每一项工艺，应确定可能发生的失效模式.如就表面贴装工艺(SMT)而言，涉及的问题可能包括，基于工程经验的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊剂(soldermask)类型、元器件的焊盘图形设计等。
4.2 对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效影响，例如，焊球可能要影响到产品长期的可靠性，因此在可能的影响方面应该注明。
4.3 对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效原因.例如，影响焊球的可能因素包括焊盘图形设计、焊膏湿度过大以及焊膏量控制等。
fma分析报告一、引言FMA（因子分析）是一种常用的统计分析方法，用于研究不可观测的潜在因素对观测变量的影响。
通过将多个观测变量归纳为几个相互关联的因素，FMA有助于简化数据集并提取其主要信息。
本文将对FMA进行详细分析，探讨其基本原理、常用方法以及在实际应用中的局限性和潜在问题。
二、FMA的基本原理FMA的基本思想是将多个相关变量归纳为较小的无关变量集。
假设存在一些无法直接测量的潜在因素，这些因素可以解释观测到的变量之间的关联。
FMA通过建立一个数学模型，衡量每个观测变量与这些潜在因素的相关性，从而确定潜在因素的影响程度。
三、FMA的常用方法1. 主成分分析法（PCA）主成分分析法是FMA的一种常见方法，用于将多个变量转换为较少个数的主成分。
主成分是原始变量的线性组合，构建了一个维度较低的新空间，这些主成分是基于变量之间的协方差而得到的。
通过PCA，我们可以提取出可以解释大部分变量方差的主成分，从而减少了数据维度。
2. 最大似然估计法（MLE）MLE是利用统计估计来估计模型中的未知参数。
在FMA中，MLE用于估计观测变量与潜在因素之间的相关性。
通过最大化似然函数，我们可以得到最优的参数估计，以获得最佳的数据拟合。
四、FMA在实际应用中的局限性和潜在问题尽管FMA是一种强大的工具，但在实际应用中存在一些局限性和潜在问题。
1. 假设的合理性：FMA的准确性和有效性依赖于对潜在因素的合理假设。
如果假设不符合实际情况，FMA的结果可能不可靠。
2. 数据质量：FMA对数据质量要求较高，包括变量的线性关系、样本的正态分布和数据的完整性等。
如果数据存在缺失或异常值，会影响FMA的结果。
3. 因子数目的选择：确定潜在因素的数量是FMA的关键步骤。
但是，选择适当的因子数目是一个复杂的问题，需要评估因子贡献率、解释力度以及实际应用需求等多个因素。
4. 结果解释：FMA提取的因子通常难以用直观的方式解释。
因此，对于结果的解释需要结合领域知识和数据背景进行综合分析。
FMECA介绍及使用FMECA是故障模式、影响和关联分析（Failure Modes, Effects and Criticality Analysis）的英文缩写。
它是一种系统化的方法，用于识别和评估系统、设备或过程中故障模式的潜在风险和影响。
FMECA的目标是通过深入了解系统的潜在故障模式和可能的后果，采取风险控制措施来提高系统的可靠性。
1.系统和组件描述：首先，需要对系统或设备进行详细描述，并将其分解为各个组件和子系统。
对于每个组件和子系统，需要收集相关的技术规范和设计文件。
2.故障模式识别：这一步骤的目的是识别系统中可能出现的故障模式。
这包括由于设计、加工、制造和维护等原因引起的故障。
常用的方法是通过分析历史事故和故障记录，以及专家经验来发现故障模式。
3.故障后果评估：对于每个故障模式，需要评估其对系统的可能影响。
这包括系统的可用性、性能和安全性等方面。
4.故障严重性评估：通过对故障后果的评估，可以确定故障的严重程度。
通常使用一种量化评估方法，例如评分系统或风险矩阵。
5.风险控制措施：根据故障严重性评估结果，制定相应的风险控制策略。
这些控制措施可能包括修改设计、改进制造工艺、加强维护计划、提供备件等。
使用FMECA方法的好处有以下几个方面：1.风险识别：FMECA可以帮助识别系统中的潜在风险和故障模式。
通过对可能的故障后果进行评估，可以预测和防止潜在的事故和故障。
2.故障分析：通过对故障模式的分析，可以深入了解系统中可能存在的问题。
这有助于改进设计、制造和维护过程，提高系统的可靠性。
3.风险减轻：根据FMECA的评估结果，可以制定相应的风险控制策略。
这些措施可以减少系统故障的风险，并提高系统的安全性和可用性。
在实施FMECA分析时，需要注意以下几个关键点：1.数据收集：FMECA分析需要大量的信息和数据支持。
因此，在分析过程中，需要收集系统和组件的详细技术规范、设计文件、故障记录和专家经验等。
fmeca分析方法
失效模式和影响分析（FMEA）是一种用于了解和评估系统及其部件的可能失效模式和
相关影响的一个重要部分，而不需要考虑产品、程序或服务中实际发生的故障。
FMEA是管理和预防风险评估的关键技术，它可以帮助人们发现系统可能出现的故障，并及时采取措
施来减少或消除它们。
失效模式和影响分析（FMEA）通常被用于以下方面：新产品开发和设计，供应商管理，制造准备，质量控制，质量保证，服务和技术支持，机器设备和流程设计。
此外，它还可
以用于衡量业务运行的风险和可能的损失，以确保组织遇到的差错最小化。
FMEA分析的过程通常由四个关键步骤组成：
1. 选择有关过程：在分析FMEA开始之前，应该明确正在评估的过程。
2. 分析失效模式：这个环节包括收集来自系统和元件的故障信息，分析系统的失效
模式，并确定系统中可能出现的潜在故障。
3. 评估影响：评估影响是为了确定不同的失效模式可能对结果的影响。
4. 提出缓解措施：在这一步中，应使用缓解措施来最大限度地减少风险，减少失效
模式发生的概率。
FMEA分析可以成为有效防范系统失效和意外事件发生的一个重要部分。
它不仅有助于建立一个可衡量的和持续发展的质量保障体系；同时，它还有助于提高整个业务流程及其
组件的可靠性，提高质量管理过程和生产活动的效率，并减少系统中的失效和潜在风险。
关于FMECA工程实施中几个常见问题的讨论FMECA（故障模式、效应、和关联分析）工程是一种广泛应用于产品设计和制造过程中的可靠性工程方法，通过对系统或产品各种故障模式以及它们产生的效应进行深入排查和分析，以期获得更高的产品可靠性和安全性。
然而，在FMECA工程实施的过程中，也存在一些常见问题，需要特别注意和解决。
首先，FMECA分析团队必须具备丰富经验和技能。
由于FMECA工程涉及到多个学科和领域，如机械、电气、电子等，因此分析团队必须拥有一定程度的跨学科综合能力。
同时，分析团队必须对于产品或系统本身的工作机理、工作条件、工作寿命等方面有足够的了解和认识。
如果缺乏这些知识和技能，则分析结果将难以准确或全面反映出潜在的故障模式和效应，从而无法指导产品的改进和优化。
其次，FMECA分析存在着数据质量问题。
FMECA工程过程中需要大量的故障数据，而这些数据的准确性和完整性将直接影响FMECA分析的有效性和可靠性。
在实际应用中，由于资料收集繁琐、记录不规范等因素，FMECA分析的数据质量往往无法得到有效保障。
因此，在进行FMECA工程的实施过程中，需要采取一系列措施来确保数据的准确性和完整性，如加强数据收集和记录的规范性要求，加强质量控制等。
第三，FMECA分析不同领域的专家意见之间存在一定的差异性。
由于不同领域的专家对于同一个问题有不同的认识角度和解决思路，因此在进行FMECA分析时，可能会出现不同领域专家之间的认知差异或偏差。
针对这一问题，可以通过建立多领域的FMECA分析小组，采用跨领域的协同解决方案来降低分析结果的差异性。
第四，FMECA分析结果的有效性和实用性需要得到进一步的验证和评估。
FMECA分析的结果并非绝对准确和全面，需要根据实际情况对其进行进一步的验证和评估。
可通过模拟实验、可靠性试验、验收测试等手段对FMECA分析结果进行实际验证，以确定其实用性和效果。
综上所述，FMECA工程的实施需要关注多个方面的问题，包括分析团队能力、数据质量、专家意见差异和结果评估等等。
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第六章故障模式影响与危害性分析6.1 概述故障模式影响与危害性分析(Failure Mode and Criticality Analysis,简记为FMECA)是一种可靠性定性分析技术。
目的是在设计过程中，通过对系统个组成单元潜在的各种故障模式及其对系统功能的影响，与产生后果的严重性进行分析，提出可能采取的措施，以提高系统可靠性（GB3187-82）。
当只进行故障模式和影响分析时，简称FMEA。
FMECA作为一种可靠性分析方法起源于美国。
早在20世纪50年代，美国格鲁门飞机公司在研制飞机主操纵系统时就采用了FMECA方法，取得了良好的效果。
到了60年代后期和70年代初期，FMECA方法开始广泛地应用于航空、航天、舰船、兵器等系统的研制中，并逐渐渗透到机械、汽车、医疗设备等民用工业设备领域。
我国在20世纪80年代初，随着可靠性技术在工程中应用，FMECA方法也逐渐被接受。
目前在航天、航空、兵器、舰船、电子、机械、汽车等工业领域，FMECA方法均得到了一定的普及。
FMECA在许多重要领域，被明确规定为设计人员必须掌握的技术，FMECA有关资料被规定为不可缺少的设计文件。
我国军用标准GJB450- 88在可靠性设计及评价一节明确指出，FMECA是找出设计上潜在缺陷的手段，是设计审查中必须重视的资料之一。
美国宇航局对于FMECA极为重视，特别是对于长寿命通信卫星几乎无一例外地采用了这一手段，据称FMECA是卫星成功的关键技术之一。
它们在总结故障原因、研究故障对策时也把重点放在FMEA上。
在产品寿命周期内的不同阶段，FMECA的应用目的和方法略有不同，祥见表6.1。
从表中可以看出，在产品寿命周期的各个阶段虽然有不同形式的FMECA，但其根本目的只有一个，即从产品设计（功能设计、硬件设计、软件设计）、生产和产品使用角度发现各种缺陷与薄弱环节，从而提高产品的可靠性水平。
6.2 FMECA实施步骤1. 弄清与系统有关的全部情况。
Title: FMA 实验室分析技术介绍FMA 实验室分析技术介绍作者：周兰珠2001 .10 . 15Title: FMA 实验室分析技术介绍目录第一章扫描电子显微镜分析一、概述二、固体试样受入射电子激发产生的信号三、扫描电镜的工作原理四、S4200 分析实例第二章特征X射线能谱分析技术一、概述二、特征X射线的产生及分类三、EDS分析原理四、EDS分析实例介绍第三章实验室其它分析技术介绍一、用磨角染色法分析扩散层或外延层厚度二、阳极氧化分析技术介绍附录：《SHU267B SEM整体形貌分析报告》Title: FMA 实验室分析技术介绍第一章扫描电子显微镜分析一、概述扫描电子显微镜，简称扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）。
其基本原理是用聚焦的高能电子束在试样表面逐点扫描，当电子束与样品表面相互作用时，将激发出各种物理信号，其中包括携带样品表面形貌信息的二次电子，代表了样品表面微区化学成分的特征X射线，以及背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。
二次电子和特征X射线是扫描电镜最常用的信息，通过对这些信号的接受处理，可进行样品表面和剖面的形貌观察，对微区的化学成分进行定性或半定量的分析。
与其他显微镜相比，扫描电镜具有以下特点：1.景深大扫描电镜的景深比光学显微镜大几百倍，比透射电镜大10倍，因此特别适合于粗糙表面的分析观察。
由于景深大，图象富有真实感、立体感，易于识别和解释。
2.放大倍数连续可调扫描电镜可在很宽的范围内连续调节放大倍数，一般为十几倍到50万倍。
聚焦一经调好，可随意变换和连续观察，便于低倍普查和高倍细节观察结合进行。
3.分辨率高一般在30A-60A之间，而光学显微镜仅2000A。
4.工作距离大。
一般在5 mm-30mm之间, 普通光学显微镜仅2-3mm，因此扫描电镜可直接观察大尺寸（受试样室入口限制）的试样，并且由于电镜试样室空间大，必要时可对样品进行倾斜和旋转，便于各Title: FMA 实验室分析技术介绍个角度观察。
FMECA分析程序框图明确系统的情况和目的――熟悉了解被分析系统的工作原理，结构组成。
包括给出系统简图、可靠性框图等。
建立故障模型清单――催化裂化装置分为四个系统，一是反应再生系统，二是分馏系统，三是吸收稳定系统，四是能量回收系统。
故障模型清单按各子系统分别给出。
能量回收系统表3.1重催烟气能量回收机组FMECA分析表格Tab.3.1 FMECA analysis table of heavy oil catalytic cracking flue gas energy recovery system 设备名称功能失效模式失效原因失效效应失效检测危害度S发生概率O(评价取值)查明难度D危险顺序数RPN明确系统的情况和目的绘制功能框图和可靠性框图建立故障模型清单分析故障模型和影响计算S、O、D的值输出RPN值进行RPN接受准则评定提出预防措施给出FMECA表计算S值计算O值计算D值烟机进行能量回收驱动主风机烟机轴振动1、轴对中不良2、催化剂粉尘堆积转子，转子质量不平衡3、润滑油变质、油膜振荡当烟机轴振动超过60µm时机组连锁停机观察机组的振幅、监测润滑油温度变化冲蚀烟气催化剂粉尘冲蚀烟机严重时叶片折断、耐磨涂层剥落烟气中催化剂的含量高于0.2g/m3及检修低温腐蚀硫腐蚀涂层剥落检修超温二次燃烧降低烟机使用寿命监测烟机入口温度≥650℃主风机供给再生器压缩空气主风机轴振动1、轴对中不良2、润滑油变质引起轴振动3、油膜振荡当主风机轴振动超过78µm时机组连锁停机观察机组的振幅、监测润滑油温度变化喘振1、主风机出口管路堵2、流量调节仪表失灵3、空气过滤器滤布堵或卷帘电机未启动压损过高4、防喘振调节器失灵严重时导致催化剂倒流监测振幅和流量变化，以及声音是否异常主风低流量1、动力油压低，静叶调节器失灵，静叶角度不对2、流量调节仪表失灵3、空气过滤器滤布堵或卷帘电机未启动压损过高主风低流量超标，机组自保连锁停机监测主风流量及静叶角度在22°－80°之间持续逆流单向伐失灵主风机持续逆流，机组自保连锁停机监测主风流量变化汽轮机驱动主风机及汽轮机轴振动1、转子不平衡2、润滑油变质、油膜振荡汽机轴振动≥55µm时机组连锁停机观察机组的振幅、监测润滑油温度变化发电机机组超速流量变化、调节油压不足，调节系统、超速保护系统失灵机组超速自保连锁停机监测转速是否高于6181r/min 通流部分结盐垢水工矿恶化汽轮机效率下降大修时，检修设备电动/发电机驱动风机及发电定子绕组温度高1、电机超负荷2、通风道堵，进入电机风量减少3、冷却水中断4、绕组故障机组不能正常启动和运行监测定子绕组温度及功率变化变速器传动齿振动1、齿轮啮合不良2、齿面供油不足影响机组正常运行观察声音异常双动滑阀调节两器差压固定螺栓断裂高温腐蚀调节失控、严重时两器发生爆炸调节时压力是否正常变化油系统提供机组润滑油调节油及动力油油压低1、滤油器污染严重，压损高2、蓄能器充氮压力不足3、油箱及管线破裂漏油、液位计示数错4、油泵机械故障或操作不稳润滑油压低、调节油压低、动力油压低均导致机组自保连锁停机监测油压变化润滑油压力应>0.1Mpa调节油压力应>0.69Mpa动力油压力应>11Mpa油温不正常1、冷油器管束破裂结垢腐蚀严重、冷却水温过高或中断，导致油温过高2、电加热器失灵，油温过低油膜振荡，机组振动监测油温20℃<T<45℃(动力油为65℃)反应再生系统反应再生系统中，再生器的失效模式主要有衬里脱落或鼓包、料腿堵塞、翼阀堵塞、化学腐蚀、H2S腐蚀、人为因素等。
Title: FMA 实验室分析技术介绍FMA 实验室分析技术介绍作者：周兰珠2001 .10 . 15Title: FMA 实验室分析技术介绍目录第一章扫描电子显微镜分析一、概述二、固体试样受入射电子激发产生的信号三、扫描电镜的工作原理四、S4200 分析实例第二章特征X射线能谱分析技术一、概述二、特征X射线的产生及分类三、EDS分析原理四、EDS分析实例介绍第三章实验室其它分析技术介绍一、用磨角染色法分析扩散层或外延层厚度二、阳极氧化分析技术介绍附录：《SHU267B SEM整体形貌分析报告》Title: FMA 实验室分析技术介绍第一章扫描电子显微镜分析一、概述扫描电子显微镜，简称扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）。
其基本原理是用聚焦的高能电子束在试样表面逐点扫描，当电子束与样品表面相互作用时，将激发出各种物理信号，其中包括携带样品表面形貌信息的二次电子，代表了样品表面微区化学成分的特征X射线，以及背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。
二次电子和特征X射线是扫描电镜最常用的信息，通过对这些信号的接受处理，可进行样品表面和剖面的形貌观察，对微区的化学成分进行定性或半定量的分析。
与其他显微镜相比，扫描电镜具有以下特点：1.景深大扫描电镜的景深比光学显微镜大几百倍，比透射电镜大10倍，因此特别适合于粗糙表面的分析观察。
由于景深大，图象富有真实感、立体感，易于识别和解释。
2.放大倍数连续可调扫描电镜可在很宽的范围内连续调节放大倍数，一般为十几倍到50万倍。
聚焦一经调好，可随意变换和连续观察，便于低倍普查和高倍细节观察结合进行。
3.分辨率高一般在30A-60A之间，而光学显微镜仅2000A。
4.工作距离大。
一般在5 mm-30mm之间, 普通光学显微镜仅2-3mm，因此扫描电镜可直接观察大尺寸（受试样室入口限制）的试样，并且由于电镜试样室空间大，必要时可对样品进行倾斜和旋转，便于各Title: FMA 实验室分析技术介绍个角度观察。
5. 与其他附件连接可进行多种功能分析。
例如，和X 射线能谱仪连接后，可在观察微区形貌的同时进行微区成分分析。
二、固体试样受入射电子激发产生的信号高能电子入射固体试样，与原子核和核外电子发生弹性和非弹性散射过程，将激发出图1所示的各种信号下面介绍扫描电镜用做表面观察时常用的信号。
1. 二次电子（Secondary Electron ）入射电子将固体样品原子的核外电子击出，使原子电离，这个过程称单电子激发。
二次电子是单电子激发过程中，被入射电子激发出的样品原子的核外电子。
绝大部分二次电子来自于价电子激发，因而其能量很低，一般都小于50ev ，能量分布的峰值约在25ev 左右(见图2)。
由于二次电子能量低，所以其只能从样品表面100A 以内的表层激发出来，因此二次电子对表面信息非常敏感。
通常，二次电子是SEM 分析用作形貌观察时最常用的信息。
图1. 电子束作用于样品表面时产生的信息 二次电子（Secondary Electron ）特征X 射线 背散射电子（ Backscattered Electron ） 吸收电子（Absorb Electron ） 俄歇电子（Auger Electron ） 电子束感生电流 (Electron Beam Induced Current ） 入射电子束SpecimenTitle: FMA 实验室分析技术介绍2.背散射电子背散射电子是入射电子进入试样后，被试样表层原子散射，又重新反射出来的一部分入射电子，分为弹性和非弹性背散射电子。
前者指入射电子受到原子核大角度散射后又反射回来，仅改变了运动的方向，无能量损失。
后者指入射电子与核外电子发生非弹性散射，如激发等离子、轫致辐射、内层电子激发、价电子激发等，使入射电子的能量不同程度地受到损失，经过多次散射后，又从表面反射回来。
因此，非弹性背散射电子既改变了运动方向，又有不同程度的能量损失。
利用背散射电子成像时，接受的信号是从1000-10000A试样深度内背射出来的电子，因此，背散射电子像反映试样表面较深处的情况。
3.电子束感应电流高能电子被固体样品吸收时，将在样品中激发产生许多自由电子和相同数量的正离子，即形成电子、空穴对。
由于半导体中，电子空穴对复合时间较长，如在试样上加一电场，它们将向相反电极运动，则外电路就会有电流通过，称此电流为电子束感应电流。
利用外部检测电路收集并放大这个电流信号，调制与电子束同步扫描的显象管的亮度，就可在屏幕上得到一幅束感应电流图象。
利用该图象，可进行半导体集成电路的失效分析，如晶体缺陷、PN结剖面结构、电路局部失效等。
Title: FMA 实验室分析技术介绍在扫描电镜中，利用相应探测器收集上述信号，转化成图象后，就可得到试样的表面信息。
三、S4200扫描电镜的工作原理1. S4200扫描电镜的结构S4200扫描电镜由电子光学系统、扫描系统、信号检测与图象显示系统、真空系统和电源系统等组成（图3）。
⑴电子光学系统图3. 扫描电镜的结构原理电子光学系统由电子枪、电磁透镜、光阑、物镜及试样室等部件组成。
其作用是产生微细电子束，作为激发源使试样表面产生各种电子信息。
S4200采用的是冷场发射电子枪，具有阴极源尺寸小，分辨率高，亮度高，使用寿命长的特点。
⑵扫描系统Title: FMA 实验室分析技术介绍扫描系统由扫描信号发生器、扫描放大控制器及扫描偏转线圈等组成。
其作用是提供扫描信号，使入射电子束在样品表面、显象管电子束在显示屏上同步扫描。
⑶信号检测与图象显示系统由不同的信号探测器与图象显示单元组成，其作用是探测试样在入射电子束作用下产生的信号，经视频电路放大，作为显像管的调制信号，并在屏幕上显示出来。
S4200配有二次电子探测器、背散射信号探测器及用于微区成分分析的X射线能谱分析探测器，主要用于试样的表面、剖面形貌观察及微区成分分析。
⑷真空系统在扫描电镜中，为了避免或减少电子束与杂散气体分子碰撞及样品表面被污染，电子光学系统和样品室必须保持在高真空状态下。
由于S4200是场发射扫描电镜，其电子枪的钨晶尖容易因吸附气体分子，引起放电而被损坏，因此其对真空的要求更高。
S4200的真空由机械泵、油扩散泵及离子泵三级真空系统组成。
其中机械泵和油扩散泵负责样品交换室和样品室的真空（10-3Pa），离子泵负责电子枪腔体内的真空（10-5-10-7Pa）。
2.工作原理如图3所示，从电子枪阴极发射出的电子束，受阳极电压加速，经电磁透镜作用，在样品表面聚焦成小至1-10nm的入射电子束。
在扫描线圈的作用下，电子束在样品表面作光栅状扫描。
高能电子与试样表面相互作用，产生二次电子等信号，由检测器接受，经放大器放大并送到显像管阴极射线管的栅极，用来调制显像管的亮度，在显示屏上获得其衬度与信号强度有对应关系的图像。
扫描发生器产生的锯齿波信号同步地送入电子光学系统中的扫描线圈和显象管的扫描线圈上，因此，两者的电子束作同步扫描。
所以，试样的表面形貌与显示屏上的图象是完全对应的。
3. 形貌观察时二次电子成象的基本原理Title: FMA 实验室分析技术介绍由于样品表面的高低不平、凹凸不齐，当电子束照射到样品上，不同点的作用角也不同。
如图4所示，电子束在样品表面的入射角越大，激发产生的二次电子数就越多。
另外，由于入射角方向的不同，二次电子向空间散射的角度和方向也不同，因此，在样品的凸出部分和面向探测器方向的二次电子就多一些，而样品的凹处和背向探测器方向的二次电子就少一些。
总之，试样微区的高低、形状、位置和倾斜方向等这些与表面形貌密切相关的因素，最终就变成了不同强度的二次电子信息。
电子束在样品表面逐点扫描，就在相应部位产生不同数量的二次电子，反应在显示屏上就是一组亮暗不同的象素，由这些象素组成完整的二次电子图象。
图4二次电子产生率与电子束入射角的关系4.S4200对样品分析的要求⑴具有一定导电性能的固体样品，以避免样品荷电引起放电，降低图象质量。
⑵圆片分析需在裂片后进行，因此，S4200的SEM分析是破坏性分析，任何不能损坏的圆片样品不能做SEM分析。
四、S4200 SEM分析实例Title: FMA 实验室分析技术介绍1.在线工艺监控——QC片的分析根据生产线上工艺设备控制计划，定期监控各关键生产设备的工艺结果。
主要包括多晶（Policide）、Al、接触孔、通孔、光刻胶的剖面形貌及CVD BPSG回流角的监控等。
⑴Poly与Policide 工艺监控图5. P5K-Poly A腔的Poly剖面（2001.7）图6. P5K-Poly A腔的Policide剖面（2001.7）⑵接触孔、通孔及MetAl形貌监控图7. 有源区上的接触孔剖面（2001.9）图8. Poly上的接触孔剖面（2001.9）TiNTitle: FMA 实验室分析技术介绍2.单项工艺实验片的分析分析各工序工程师为菜单调试、材料更换、设备匹配等所做的各类工艺实验片。
⑴AlSiCu表面晶粒结构实验图11. 3912 300℃时的AlSiCu晶粒结构图12. 3290 300℃时的AlSiCu晶粒结构图11、12所示的是溅射两台设备Endura3912、Varian3290在300℃时所溅AlSiCu晶粒结构的表面形貌。
由图中看出，3290由于设备真空度低，Al表面粗糙，有许多麻点孔，而3912所溅的Al则表面光滑，平整，晶粒均匀。
3. 工艺开发、新品研制、整体形貌分析⑴SOG 工艺开发Title: FMA 实验室分析技术介绍从图13、14中看出，SOG 工艺开发初期，由于其填充性差，在TEOS 淀积后形成的“瓶肩”处出现空洞。
在优化工艺后，该问题已得到解决。
⑵ 0.5um Flash 电路新品开发图15和图16是0.5FLASH 电路接触孔开发过程中的两张图片。
图15中介质1采用淀积13000A 的BPTEOS 后高温回流，再干法回蚀介质一至6000A ，CELL 区由于介质一膜厚过厚，接触孔未开通。
图16中介质一淀积10000A 的BPTEOS 后，同样进行高温回流和介质回蚀工艺，由于降低了介质一的厚度，同时进行了孔腐蚀工艺的优化，因而获得了理想的接触孔形貌和Al 台阶覆盖。
⑶整体形貌分析MOS 集成电路各关键层次的物理结构是否正常，是电路能否正常工作的决定性因素之一，因此，在新品开发成功后、成熟的产品参数测试出现较多异常时或有工艺特定需要时，常常有必要做SEM 整体形貌分析，以便全面观察评介电路各部位的物理结构。
通常，常规的整体形貌分析项目有三部分组成。
Ⅰ.膜厚分析主要包括场氧、多晶、介质、金属层和钝化层等关键层次的膜厚测量。
Ⅱ.线宽分析主要包括多晶连线、多晶栅、Al 引线等条形结构的条宽和间距、接触孔和通孔的尺寸等参图15. 介质一太厚，CELL 区接图16. 改变工艺，降低介质一厚度，CELL 区孔开通，且Al 台阶Title: FMA 实验室分析技术介绍数的分析。
