小而复杂的电子元器件
缺陷的大小和分布,如空洞、裂缝和夹杂
不同零部件的尺寸和形状,如:层厚、层宽、层数、导线厚度、焊点形状
不同材料交界处结合状况,如:焊料图层状况、层间重合度
陶瓷中的裂纹和孔隙率,如:陶瓷电容内部裂纹
边缘平整度检查,如:孔壁粗糙度、通孔质量
制样中的要点:
1、切割
微电子元器件尺寸微小,材料成分复杂,使其切割非常具有目标性,切割的精度要求非常高。所以,我们通常建议使用精度较高,去除量较小的金相精密切割机对其进行目标的提取。由于材料的多样性,我们通常使用小尺寸的树脂金刚石切割片进行切割。
由于陶瓷、芯片和玻璃中易出现裂纹,对于灵敏或者微小不好夹持的样品,我们通常会建议切割之前,先对其进行冷镶嵌。
ExactCut-10自动精密切割机 金刚石切割片
切割之前 切割之后
2、镶嵌
考虑到微电子元器件材料成分的脆性不耐压,因此建议用冷镶嵌来对样品进行把持保护。
为避免发热对焊料和聚合物的影响,冷镶嵌树脂中,我们推荐固化温度较低的环氧树脂。对于微小或易裂的样品,或者必须填充空洞或孔洞时,我们通常建议采用真空浸渍配套低收缩的环氧树脂,以最大限度地减少开裂的风险。
VacFill-9多工位真空冷镶嵌机 MC001高透真空浸渍冷镶嵌套装
线路板镶嵌照片-1 线路板镶嵌照片-2
3、磨抛
微电子元器件的磨抛最常出现的问题及解决办法如下:
问题1:用粗磨粒进行研磨时,脆性材料受损,软金属发生严重的变形
办法:尽量从细砂纸进入,如800#/1200#或者更细,或者可以选用GD-Sof复合精磨盘,它的刚性能帮助获得良好的平整度,同时它的磨粒粒度较细较温和,避免脆性材料的受损。
问题2:因尺寸太小,目标材料受限位制备影响造成的过磨
办法:手动或半自动制备时,只能采用“边磨边看”的经验式方法找准目标区域,或借助一种控制工具来实现手动制备时磨削量的控制。而川禾的Smoothneer-6自动磨抛机具有自动控制材料磨削量去除的功能,可实现50~5000微米的磨削量去除检测,能精准地实现制备过程中,目标位置的呈现。
手动磨抛磨削量控制夹具 S-6磨削量控制界面
问题3:材料复杂,因硬度差异造成的抛光浮凸缺陷
办法:缩短抛光时间,如需要长时间抛光去划痕,则采用中心加载制备方法,可有效减小硬度差异造成的浮凸,另缩短氧化物终抛的时间。
抛光过程因硬度差异造成的浮凸 照片 无浮凸 照片
磨抛步骤:
磨抛步骤 |
粗磨 |
粗磨 |
精磨 |
中抛 |
金刚石精抛 |
金刚石精抛 |
金刚石终抛 |
|
1 |
表面 |
|||||||
2 |
磨粒粒度 |
400# |
800# |
1200# |
4000# |
3μm |
1μm |
0.05um |
3 |
抛光/润滑液 |
- |
- |
- |
- |
|||
4 |
压力 |
30N |
30N |
30N |
25N |
25N |
20N |
15N |
5 |
转速 |
300 |
300 |
300 |
300 |
150 |
150 |
150 |
6 |
时间/min |
1 |
2 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
以上推荐参数取自:自动磨抛机Smoothneer-6 上Ф250 mm 工作盘的Ф30 mm 的微电子元器件制备方法。
赏析1-电容电极100X
赏析2-通孔50X
赏析3-铜层厚度100X
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