盲孔顯微組織制備方法之機(jī)械拋光+離子束拋光法

時(shí)間：2024/11/12閱讀：246

盲孔技術(shù)是PCB設(shè)計(jì)中非常重要的連接技術(shù)，盲孔用于連接PCB的表層和內(nèi)層線路，使得電路布局更加緊湊、合理，有助于實(shí)現(xiàn)高密度互連，提高電路板的集成度和性能。

在高電氣性能的電路中，具有良好導(dǎo)電性的銅盲孔能夠確保電路層之間更良好的連接。銅盲孔的性能與銅晶粒的成型方式、形態(tài)、分布情況以及晶粒之間的裂紋、孔隙等缺陷緊密相關(guān)，通過獲得真實(shí)、無(wú)外來(lái)引入損傷的銅晶粒形貌，可以從側(cè)面分析盲孔的導(dǎo)電性、強(qiáng)度、耐腐蝕性和可靠性等性能。

本文選取某PCB盲孔樣品，對(duì)其進(jìn)行機(jī)械拋光+離子束拋光制備，獲得平整、無(wú)損傷、無(wú)污染的斷面，為盲孔內(nèi)部顯微組織的分析提供可參考的科學(xué)的制樣手段。

PART1

01 鑲嵌

為使后續(xù)能夠半自動(dòng)研磨拋光，將樣品鑲嵌至合適的尺寸。鑲嵌尺寸控制在D38 x H12 mm內(nèi)，便于后續(xù)的離子束拋光。

圖1. 鑲嵌示意圖

PART2

研磨拋光

鑲嵌后的樣品，將進(jìn)行機(jī)械研磨與拋光，步驟如下表：

表1.研磨拋光耗材與參數(shù)

盲孔尺寸較小，需通過手動(dòng)磨拋定位到目標(biāo)位置后，再進(jìn)行小粒徑的拋光。此后的拋光對(duì)樣品的去除速率較慢，采用自動(dòng)模式拋光不會(huì)輕易將目標(biāo)位置去除，將研磨時(shí)造成的微損傷去除即可。

PART3

離子束拋光

銅材料的延展性較高，機(jī)械拋光后的樣品表面，仍不可避免地存在一些光鏡無(wú)法觀察到的細(xì)微延展和應(yīng)力損傷，從而會(huì)掩蓋細(xì)小的孔隙、裂紋等缺陷，也無(wú)法獲得清晰的晶粒圖像，需要通過適當(dāng)?shù)?span id="giumoqg2k" class="">去應(yīng)力處理后才能進(jìn)行電鏡觀察和分析。

在此案例中選擇使用離子束拋光的方式去除延展和損傷，該方式是通過帶著一定能量的氬離子將樣品表面的變形層，以原子形式一顆顆地去除掉，最終獲得無(wú)損傷且無(wú)污染的表面。離子束拋光參數(shù)如下：

表2.離子束拋光參數(shù)

該氬離子束為散焦型，束斑大，結(jié)合樣品能夠旋轉(zhuǎn)并左右擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性，可以對(duì)樣品進(jìn)行大面積加工。

PART4

結(jié)論

離子束拋光后，盲孔的顯微組織形貌如下電鏡圖：

圖2. 機(jī)械拋光+離子束拋光后BSE圖

SEM背散射模式下，制備好的銅盲孔晶粒襯度明顯，放大后局部孔隙等缺陷清晰可見。

備注：以上研磨與拋光參數(shù)、氬離子束拋光參數(shù)僅供參考，可根據(jù)具體材料情況進(jìn)行調(diào)整。

所用設(shè)備

徠卡 TIC 3X三離子束研磨儀

針對(duì)硬/軟復(fù)合材料，多孔材料，脆性材料及材質(zhì)不均一性材料，可采用離子束切割拋光技術(shù)獲得真實(shí)的平整截面，從而適宜于SEM觀察及EDS、WDS、Auger或者EBSD分析。離子束研磨技術(shù)適用于各種樣品，使用該技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行處理,樣品受到損傷或形變的可能性低，可暴露出樣品內(nèi)部真實(shí)的結(jié)構(gòu)信息。

標(biāo)樂手自一體磨拋機(jī)EcoMet30

EcoMet30專為連續(xù)使用的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境而設(shè)計(jì)，并經(jīng)過了大量的測(cè)試。具有可編程、用戶友好型觸摸屏，確保良好的質(zhì)量和可重復(fù)性。它有單盤和雙盤兩種型號(hào)，適合多用戶使用；最多可集成 3 個(gè) Burst 拋光液配送模塊，實(shí)現(xiàn)任務(wù)自動(dòng)化，使用戶能夠騰出時(shí)間處理其他優(yōu)先事項(xiàng)。

END

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