提高质量控制电子的效率

当截面必须通过一个特定的区域或水平的样本,针对micro-sectioning显微镜检查样品是必要的。这是最常见的在电子行业做失效分析和质量控制,而且对研究和生产控制的目的。

因为感兴趣的特性(s)的水平与样品不同样本,通常只有一个样品可以做一次有针对性的micro-sectioning是手工执行。如果样品表面足够持平或特性达到类似的飞机,也可以使用一个先进micro-sectioning系统能够处理许多样本在高容量。作为一个实例,比勒PWB-Met系统工程服务这个特定目的连续板孔的质量控制。

很常见的制备过程是手工研磨与SiC论文连续细粗燕麦粉视觉检查样品用便携式显微镜或口袋放大镜看到感兴趣的水平已经达到。然后由两个或两个样品抛光氧化铝粉末的不同颗粒大小的三个步骤。yabo214这些方法的轮廓是表1中列出。

表1。传统的制备方法。

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dia 25毫米,30毫米,32毫米。或者自制安装杯
Cold-Mounting耗材
丙烯酸、聚酯或环氧速效药

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变速手动单或双磨机/抛光机
表面/研磨	基地 (转)	时间每一步 (分钟)
*纯支持SiC论文 120 (P120)、180 (P180), 240 (P280), 320 (P3400), 600 (P1200), 800 (P1500)、1200 (P2500) *有时只有3步骤	150 - 300	3
MicroCloth μm MicroPolish氧化铝粉末1μm, 0.3, 0.05μm *有时只有1的步骤	150 - 200	4
每个样本的总时间		15 - 30

图1所示。Metaserv 250变速双Grinder-Polisher(左)和典型的薄切片(R)在电子行业。

图片来源:比勒

这些传统技术已经使用了很长时间,但他们仍然有一些限制:

1. 低样品处理量
2. 不一致的结果,因为不同运营商的行为
3. 交叉污染,因为干燥的氧化铝抛光布
4. 涂片可能隐藏功能;例如,微裂纹、金属间化合物、啤酒或分层
5. 救济问题过度抛光时间和使用软布
6. 不便之间的SiC论文切换步骤

制作一个样品经常与准备最终成为一个瓶颈。在质量控制、生产等待结果可能意味着损失的钱。此外,这意味着能力有限,不规则样品质量造成错误的测量和解释,和样本的数量并不足以保证正确的统计结果。

因此明显,许多用户喜欢的方式来提高目前的制备技术,加速过程,提高质量和释放操作符从单调乏味的工作。因此本文SumMet描述了一种增强的技术比较简单,逻辑micro-sectioning目标更进一步。

这项新技术将在三种常见类型的插图样本电子工业:PWB,芯片规模包(CSP)和导线焊接连接。

图2。常见的电子样本:CSP, PWB &线焊接连接。

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改进技术遵循适度直接的方式准备:之间建立的“已知的距离”的底部安装样品和最终水平的兴趣。就开始手工磨削,直到达到一个水平附近的兴趣,随后通过自动化抛光使用步骤通过材料去除由参数设置的机器上。该方法的示意图如图3所示。

图3。制备的样品。

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虽然初始步骤仍然是手工的意义只有一个样品,其余的过程是自动完成多个样本(使用单一的力量)。同时,第一步往往是主要快,其余是最耗时的部分的准备工作。一般来说,自动准备的好处是:

1. 每个样本的总处理时间将会减少
2. 样品的质量和一致性结果将增强广泛
3. 结果是不影响操作人员的经验
4. 制备能力显著提高

案例1 Solderball CSP

制备过程

1. 对于这些样品,手册的第一步的长度依赖于运营商的判断。如果目标是非常远离底部的安装示例中,一个粗180 (P180)或240 (P280)勇气CarbiMet 2将使用碳化硅纸。如果“已知距离”相对比较短,320年(P400)勇气CarbiMet 2碳化硅纸可能是另一个。正常的研磨时间是2 - 3分钟左右。样品的示意图和概述图4和图5中所示。达到这种程度时,将会有一个遥远的马克的“下一行”现有磨平面上指定目标非常接近了。(见图6)。

图4。示意图的准备的CSP-BGA水平。

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图5。样本的概述。一个已知的距离显示在CSP-BGA;最好停止水平在0.7毫米的边缘。

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2. 的600 (P1200)毅力CarbiMet 2通常用于半自动磨多试样。负荷四个半成品样品如图7所示的单一力量持有人Metaserv 250 /矢量研磨机/抛光机和研磨周期开始。EcoMet / AutoMet 250/300,其6个单一力量的手指可以准备6个样品在同一时间。延长研磨时间会导致损失的目标。在这里,操作时间是基于个人样本。表面处理是如图8所示。移除材料建立了磨削时间,可以很亚博网站下载容易地对第二批样品,因为重复参数(例如,压力,速度)是完全由机器控制。
3. 执行自动抛光3µm MetaDi钻石悬挂(参见图9)VerduTex(三叉戟)布。时间是三分钟。

图6。目标几乎是揭示了320 (P400)毅力CarbiMet 2碳化硅纸,一个模糊的轮廓的solderball下方显示当前磨平面。

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图7。四个半成品样品单一力量持有人(L);自动磨削Metaserv 250 /矢量研磨机/抛光机(R)。

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图8。体面的划痕模式从600年勇气/ P1200 CarbiMet 2碳化硅纸;50 x。

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图9。VerduTex 3µm完成:100 x (L);200 (R)。

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4. 执行最后一个波兰与MasterPrep ChemoMet布。抛光时间不应超过两分钟(参见图10)。金属间化合物层是图11和12所示;除了完整的样品制备技术和参数表2中列出。

图10。最后的抛光与MasterPrep ChemoMet (L)最后抛光结果;200 x。

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图11。金属间化合物在焊点胡须;1000 x。

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图12。扫描电子显微镜照相术金属间化合物的胡须。

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表2。CSP的制备方法。

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Metaserv 250 /向量和单一的力量夹:4 * 25 mm & 10“滚筒

表面/研磨	头/基地 (转)	头的方向	力 (磅)	时间每一步 (分钟)	每个样品时间* (分钟)	每个样本* *时间(分钟)
320 (P400)毅力CarbiMet 2	150年	零	零	3	3	3
600 (P1200)毅力CarbiMet 2	60/150	电脑及相关知识	3	1.5	0.4	0.3
VerduTex 3μm Metadi钻石悬挂	60/150	电脑及相关知识	5	3	0.8	0.5
0.05 ChemoMetμm MasterPrep抛光悬浮液	60/150	电脑及相关知识	2	2	0.5	0.3
总时间				10	> 5	> 4

*矢量单一力量持有人允许汽车4样品制备的灵活性
* * AutoMet 250/300研磨机/抛光机允许汽车6样品制备的灵活性

第二种情况测试PWB PbSn焊料

制备过程

1. 时间达到接近的区域目标基于运营商的决定。在这种情况下,目标是第二行焊料的约3毫米远离边缘。一步的320 (P400)毅力CarbiMet 2碳化硅纸足以摆脱第一行的焊料,把目标平面焊接的第二行。手动研磨时间是2 - 3分钟。目标计划中说明了图13和14。这一步后,目标飞机已经关闭的边缘焊料的第二行。“下一行”的模糊的标志也可以从现有的分段平面(参见图15)。

图13。示意图的准备PWB的水平。

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图14。一个已知的距离(~ 3.3毫米)显示在PWB的优惠券。

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图15。当前磨平面接近边缘的第二焊料行(L);一个清楚的标记的第二行轮廓(左)所示。

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2. 负载六半成品样品(见图16)的单一力量持有人AutoMet / EcoMet 250磨床/自动研磨抛光机。消耗品使用是600 (P1200)勇气CarbiMet 2。在这里,可能停止水平应该非常接近中心的焊料。

图16。自动磨削AutoMet / EcoMet毅力600 / 250 (L)适当的划痕P1200 CarbiMet 2碳化硅纸;50 x。

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3. 当600年(P1200)毅力CarbiMet 2步完成后,随后的几个抛光步骤包括移除表面变形材料和发现真正的微观结构。执行自动抛光9µm MetaDi钻石悬架三叉戟布(参见图17)。这通常硬布给更好的平整度很软材料抛光,因为较低的韧性。亚博网站下载抛光时间是三分钟。

图17。粗抛光划痕从三叉戟9µm抛光;50 x。

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图18。三叉戟3µm钻石完成;50 x。

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4. 柔软和诽谤材料(例如Sn-based锡或镀铜)通常需要钻石抛光步骤消除变形做准备。在这种情况下,3µm打磨抛光的第一步(参见图18)。传统的氧化铝粉末抛光倾向于创建一个有光泽的表面,涂材料有时不幸的是涵盖了材料缺陷(例如-气孔或裂纹)。亚博网站下载金刚石磨料因此视为最好的切割替代,因为锋利的切削刃,揭示了真正的微观结构。如果某些微型缺陷不能暴露3µm抛光后,一个可选的三叉戟1µm钻石抛光的步骤将是一个解决方案。
5. 执行最后一个波兰一般与MasterPrep ChemoMet布;然而,抛光时间不应超过1.5分钟。完成后的显微组织如图19所示;电镀裂纹缺陷暴露后完整的样品制备(参见图20)。开发技术与测试参数见表3。

图19所示。最后的抛光0.05µm Al₂O₃悬架;200 x。

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图20。镀铜的镀裂纹;500 x。

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表3。制备方法对PWB PbSn焊料。

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AutoMet与单一的力量夹/ EcoMet 250: 6 * 25 mm & 10”滚筒

表面/研磨	头/基地 (转)	头的方向	力 (磅)	时间每一步 (分钟)	时间每样 (分钟)
320 (P400)毅力CarbiMet 2	150年	零	零	3	3
600 (P1200)毅力CarbiMet 2	60/150	电脑及相关知识	3	3	0.5
三叉戟9μm Metadi钻石悬挂	60/150	电脑及相关知识	3	3	0.5
*三叉戟3μm Metadi钻石悬挂	60/150	电脑及相关知识	3	3	0.5
0.05 ChemoMetμm MasterPrep抛光悬浮液	60/150	电脑及相关知识	1.5	2	~ 0.3
总时间				14	~ 5

*一个可选的三叉戟1μm是必需的,如果3μm抛光结果不是完全满意。

案例3铜线键合连接

制备过程

1. 由于“已知距离”是只有0.3毫米在这个实例中(参见图21和22),这个主要的粒度的碳化硅纸手工可以好。普通碳化硅纸是600 (P1200)勇气CarbiMet 2使接受赔偿硅片或铜肿块。粗P240或P180 SiC纸,精致的硅片裂纹一般。最佳水平的初始步骤应该接触的边缘铜肿块或揭示了铜撞的40 - 60%区域(参见图23)。处理时间是30秒到1分钟;另一个更紧密的看法这磨位置如图24所示。

图21。示意图的准备水平的线焊接连接。

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图22。一个已知的距离(~ 0.3毫米)显示在一个线焊连接。

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2. 负载六半成品样品单一力量持有人AutoMet / EcoMet 250研磨机/抛光机的自动抛光。高压,3µm钻石悬架三叉戟布能够消除所有的早些时候准备赔偿并获得一个比较好的抛光效果(参见图25 - 26)。
3. 混合98毫升的MasterMet 1毫升过氧化氢和1毫升氢氧化铵作为专业最终抛光液ChemoMet布。MasterMet本身对有色金属材料化学抛光效果,而添加其他化学物质将适当提高整个化学抛光过程。亚博网站下载抛光的结果见图27到30。完整的样品制备技术和参数如表3所示。

图23。表面处理的600 (P1200)毅力CarbiMet 2;100 x。

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图24。针对铜撞的位置看到通过树脂。

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图25。6半成品样品单一力量持有人(L);自动磨削AutoMet / EcoMet 250研磨机/抛光机^®。

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图26。自动抛光(L);三叉戟3µm钻石完成;200 x (R)。

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表4。制备方法为铜线键合连接。

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AutoMet与单一的力量夹/ EcoMet 250: 6 x 32毫米和10”滚筒

表面/研磨	头/基地 (转)	头的方向	力 (磅)	时间每一步 (分钟)	时间每样 (分钟)
600 (P1200)毅力CarbiMet 2	150年	零	零	1	1
三叉戟3μm Metadi钻石悬挂	60/150	电脑及相关知识	5	5	~ 1
98毫升0.06 MasterMetμm抛光悬挂+ 1毫升过氧化氢+ 1毫升氢氧化氨解	60/150	电脑及相关知识	2	2	~ 0.3
总时间				~ 8	~ 2.5

图27所示。最后的抛光结果;200 x。

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图28。最后的抛光结果;500 x (L);1000 x (R)。

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图29。扫描电子显微镜照相术的铜撞;概述。

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图30。扫描电子显微镜照相术的铜撞;更紧密的观点。

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结论

回顾上面的技术情况下,毫无疑问的第一步需要一定的实践来完成之前已知距离发展中一个完整的成功的秘诀。它还需要经验来决定合适的粒度的研磨纸这一步基于样本的类型和大小和距离的目标水平。

基本上,如果已知距离超过100µm;320 (P400)毅力CarbiMet 2和2 - 3分钟磨应该能够迅速使磨水平接近分析点。如果已知距离小于60µm,600 (P1200)毅力CarbiMet 2最有可能是安全的选择,即使其移除率是相对比较缓慢的。如果任何已知距离短于上述范围,目标必须小心防止研磨过度。如果设备有一定非常脆弱的材料(例如砷化镓)、细碳化硅纸是一种灾难性的损害降到最亚博网站下载低。有一个标准的光学显微镜下检查每10秒的研磨程度总是安全的运动。

第一步后,其余的过程是自动完成的。这将需要一些初步工作发现正确的参数,但事实上,单一力量模式允许操作员停止的地方,检查样品使这更容易。一旦完成,这个过程很容易被重复。结果是节省时间的至少10分钟的样品是有可能的,另外样品会更均匀增加容量和降低成本。

这些信息已经采购,审核并改编自比勒提供的材料。亚博网站下载

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