扫描电子显微镜(SEM)是进行失效分析的一种非常有用的大型电子显微成像系统。
其工作原理是利用阴极发射的电子束经阳极加速，再经由磁透镜聚焦后形成一束直径为几十至几千埃(Å)的电子束流，在扫描线圈的偏转作用下，电子束以一定时间和空间顺序在试样表面做逐点式扫描运动，这束高能电子束轰击到样品表面上会激发出多种信息，经过收集放大就能从显示屏上得到各种相应的图形。激发的二次电子产生于样品表面5~10nm范围内，因而二次电子能够较好地反映样品表面的形貌，所以最常用于形貌观察; 而激发的背散射电子则产生于样品表面100~1000nm范围内，随着物质原子序数的不同而发射不同特征的背散射电子，因此背散射电子图像具有形貌特征和原子序数判别的能力，背散射电子像可反映化学元素成分的分布。现时的扫描电子显微镜的功能已经很强大，任何精细结构或表面特征均可放大到几十万倍进行观察与分析。
扫描电镜的原理图
在焊点或互连的失效分析方面，SEM主要用来做失效机理的分析，具体说来就是用来观察焊点金相组织，测量金属间化合物，进行断口分析、可焊性镀层分析以及锡须分析测量。
焊点金相的SEM整体照片
焊点金相的SEM红框内的局部
与光学显微镜不同，扫描电镜所成的是电子像。因此，只有黑白两色;并且扫描电镜的试样要求导电，对非导体和部分半导体需要进行喷金或喷碳处理，否则电荷聚集在样品表面就影响样品的观察。此外，扫描电镜图像景深远远大于光学显微镜，是金相结构、显微断口以及锡须分析的重要方法。
用SEM检查到镀纯锡的元器件管脚表面生长了锡须
使用SEM观察到了焊盘镍镀层表面存在明显的腐蚀现象
