SEM與EDS的分析原理
掃描式電子顯微鏡(SEM)透過電子束轟擊樣品表面相互作用，會產生二次電子、背向散射電子等訊號以成像，同時，也會釋放特徵X射線，經由EDS檢測可進行樣品的元素分析。
能量散射Ｘ射線光譜（Energy-dispersive x-ray spectroscopy），英文縮寫為EDS，是利用高能量的電子束激發樣品中的內層電子，當內層電子離開原子後會留下電洞，外層或能階較高的電子會回填至電洞，根據能量守恆定律，外層或能階較高的電子回填至電洞的過程中，多餘的能量會以Ｘ射線的形式釋放，不同的元素，放射的能量(特徵峰)也不相同，藉由偵測特徵峰，可以用來分析不揮發的樣品的元素特性。
SEM和EDS是經常搭配使用的分析技術，可同步提供樣品形貌、結構和化學成分，從而幫助我們更全面地掌握樣品特性。
SEM與EDS整合的優點
SEM與EDS的整合讓分析更具便利性，不需繁瑣切換不同儀器或設備，就能從樣品的形貌影像到化學成分的組成一次性完成分析，並具有以下優點：
1. 分析速度快，無需化學分析需要繁雜的樣品前製備
2. 可同時針對不同元素(11Na至92U)進行分析
3. 非破壞性檢測，不會污染樣品
4. 譜線位置重複性高，無需進行電子束的校準(Alignment)及聚焦(Focusing)即可完成，適合表面粗糙的樣品分析工作
EDS的限制
雖然SEM與EDS的整合顯著提升了分析效率，但仍有一些限制：
1. 能量解析度較差(約130eV)，易造成定性不正確，可藉由不同的特徵峰避免誤判
2. 定量濃度較高(wt%)，當樣品表面結構不平坦，易造成訊號量較少問題，可藉由旋轉樣品角度解決
3. 對輕元素的偵測能力較差，輕元素能階差異小於能量解析度，造成分辨不易
4. 偵測極限較差，環境熱輻射對偵測器造成基線(背景)影響。
SEM與EDS整合的應用-PCB(印刷電路板)
在進行材料分析時，除了使用SEM查看材料表面輪廓，也可透過EDS掃描點、線、面的方式，分析材料的成分(定性)及濃度(定量)，因此，此項技術在各領域廣泛應用，包含：科學研究、工業產品、高分子材料、半導體材料、生物醫學、航太工業等。其中，PCB(印刷電路板)產業因近代消費者對於電子產品的需求越傾向輕薄化，包含PCB尺寸再縮小、需允許更多微小元件配置於同一塊PCB板上等等，推動該產業在品質檢測技術要求更加提高。
PCB作為電子產品的核心組件，生產過程中需避免出現焊接不牢、短路、開路及走線分佈不均等缺陷情況；此外，材料純度、是否具污染物等也都影響其品質優劣，進而影響電子設備的功能及穩定性。
透過SEM與EDS結合的檢測技術，大幅提升了製程及成品中的檢驗或材料研發效率。除了能取得PCB剖面、玻璃纖維剖面及基材與金屬接觸面的剖面圖等影像外，也能用EDS分析其焊料成分、鍍層成分、是否存在雜質或微量污染物、金屬材料是否被高溫氧化等。
英商飛奈儀器-Nanos SEM
英商飛奈儀器代理荷蘭Semplor品牌的Nanos SEM，其設計團隊擁有豐富的電子顯微鏡經驗，秉持「讓SEM使用零門檻」為目標，期能讓第一次接觸的使用者也能輕鬆上手。透過Pseudo Colour Image 的功能，可將EDS分析結果與影像結合起來，讓使用者可以快速直觀的進行數據分析。
此外，在使用mapping進行影像全範圍檢測後，Nanos可透過離線模式，針對有興趣的特定位置進行點、線、面的數據分析並簡易生成報告，大大的降低使用者對於複雜數據整理及報告製作的困擾。
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