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應用案例 | 電子元件樣品的切割

時間：2024/4/30閱讀：265

介紹

為達到質量控制或失效分析目的對電子元件進行切割是具有挑戰(zhàn)性的，因為必須確保不受制備引起的假象影響，顯示出樣品真實的結構。

不恰當?shù)那懈罘绞綄悠酚懈叨绕茐男?，可能會導致假象，很容易被誤解為生產(chǎn)缺陷。為了避免這種情況，需要在遠離感興趣區(qū)域（ROI）的地方進行切割，并且需要長時間的研磨和拋光階段來恢復切割造成的損傷。

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背景

四種最常見的傳統(tǒng)切割方法是沖床、銑刀切割、鋸切和精密切割；每種方法都有其優(yōu)缺點。

沖床切割速度快，缺點是設備尺寸較大，而且會對多層板造成明顯的形變。

銑刀切割和鋸切可以切割各種尺寸的零件，但會導致發(fā)熱，對密集的板子產(chǎn)生強烈的作用，并對多層板造成剪切應變。

精密切割可以顯著減少損壞，但會受到電路板尺寸的限制，而且與前面幾種方法相比，切割速率明顯變慢。

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解決方案

先進的精密切割機現(xiàn)在可以快速切割較大的安裝或未安裝元件的集成電路板。

容量增大的切割室，可移動的X、Y和Z軸以及更高的扭矩電機，使得處理樣品的靈活性更高。

IsoMet High Speed Pro 有一個大的切割室，可移動的三軸，激光對準以視覺確認切割位置，2千瓦的電機功率和便捷的方法存儲。

圖1：對于批量件的切割，通過保存方法從主屏幕加載預編程參數(shù)，提高一致性。

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案例

為確定不同的切片方法所引起的損傷，對一塊12層的MIL-SPEC未填充板進行了橫切。

每件樣品都被澆鑄在EpoKwick FC中，以確保在制備過程中保持優(yōu)異的保邊性（圖2）。

圖2：EpoKwick FC環(huán)氧樹脂具有出色的保邊性、低收縮性和低粘度。這確保了在研磨和拋光步驟中不會出現(xiàn)由于樣品制備而導致的電路板分層。

樣品的制備采用了下頁所示的通用電子元件的標準SumMet方法：

樣品在垂直于剖面的方向上進行研磨和拋光，這樣就可以很容易地檢查每一種切割方法留下的表面，以及引起的次表面損傷。

對樣品進行了拍照和測量，以顯示切割所引起的損傷。(圖3-圖6)

圖3

鋸切割造成的損壞

注意到板子在垂直于層的方向開裂，從切割的邊緣延伸~1500微米（1.5毫米）存在分層現(xiàn)象；在距前緣2500微米（2.5毫米）處有玻璃纖維碎裂。

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圖4

沖床切割造成的損害

注意最后幾層電路板的分層現(xiàn)象，從切割的邊緣延伸到~1200微米（1.2毫米）存在變形；在距前緣1600微米(1.6毫米)處有玻璃纖維碎裂。

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圖5

銑刀切割造成的損害

注意銅層的變形和最后兩層的輕微分層，從切割邊緣延伸到約400微米（0.4毫米）存在玻璃纖維崩裂現(xiàn)象。

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圖6

用 IsoMet HS Pro 配 IsoMet 15HC 刀片切割造成的損壞

注意各個銅層都是平行的，對玻璃纖維的損害很??；從切割的邊緣延伸~20微米（0.02毫米）存在損傷。

結論

切割方法會對板材材料造成損傷，需要后續(xù)的研磨和拋光步驟來去除。

根據(jù)不同的切割方式，樣品損傷可能超過2.5毫米，需要操作者深度磨拋，以確保顯露材料原本的微觀組織結構。以這種方式切割可能會導致樣品變得不均勻，或者如果取樣離觀察位置太近，易造成無效取樣。

使用精密切割機，如 IsoMet High Speed Pro，可以確保他們接近觀察區(qū)域且不易引起損害。

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應用案例 | 電子元件樣品的切割

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