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电子器件横截面分析

电子器件横截面分析

电子器件横截面分析可用于检查印刷电路板（PCB）、组件（PCBA）和集成电路（IC）等电子元件的内部微观结构。这些元件通常由不透明的材料制成。为进行横截面分析，需制作元件的横截面并使用光学和电子显微镜以及光谱技术对其进行分析，以揭示纹理、物相、分层、界面、裂纹、空隙、缺陷等的结构和成分。横截面分析可用于PCB、PCBA、IC和其他电子元件的质量控制（QC）、故障分析（FA）和研发（R&D）。

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横截面分析可用于PCB、PCBA、IC和其他电子元件的质量控制（QC）、故障分析（FA）和研发（R&D）。

什么是制造业中的横截面？

金属合金、陶瓷、印刷电路板（PCB）或组件（PCBA）或集成电路（IC）等材料的横截面切片，将在材料体上以特定方向切片，以暴露其主体。从而可以观察其内部微观结构。对于PCB和IC，横截面切片对于进行质量控制和故障分析大有助益。

什么是材料或产品的横截面？

截面是诸如金属、陶瓷、聚合物、复合材料、矿物、电路板或集成电路等材料或产品的切片，可以通过其检查内部结构。对材料或产品的样品沿特定方向轴进行切割、打磨，然后抛光，以形成光滑、平整的表面。通常使用光学或电子显微镜或光谱技术进行分析。

横截面切片的目的是什么？

横截面切片对于进行质量控制和故障分析大有助益。它可用于评估印刷电路板（PCB）和组件（PCBA）、集成电路（IC）等电子元件、基材材料和材料层、互连装置、丝焊、焊接点和封装材料的结构完整性。横截面分析有助于识别可能导致元件故障的缺陷。

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PCB/PCBA横截面的制备

PCB/PCBA横截面的制备包括多个步骤：

  • 从选定区域切割出一片印刷电路板（PCB）或组件（PCBA）的切片。
  • 对横截面进行清洁、安装、打磨、抛光、离子铣削，有时还需蚀刻，以呈现PCB/PCBA的内部微观结构和各层状况。

从而打造出光滑平整的表面，可以轻松使用光学显微镜（OM）或电子显微镜（EM）进行观察。借助OM或EM进行检查可以评估微观结构和各层状况。

PCB横截面，图示为带焊接引脚的区域，使用EM TXP系统制备。
使用 EM TXP 系统制备的印刷电路板横截面，显示有焊接引脚的区域。
封装基材上芯片电容的横截面，其中单独的铜层和镍层清晰可见，使用徕卡离子束铣削系统制备。
[Translate to chinese:] Cross section of a chip capacitor on a package substrate, where single layers of Cu and Ni are clearly visible, prepared with a Leica ion-beam milling system.

IC横截面的制备

制备集成电路（IC）的横截面需要：

  1. 选择并切割出待分析的特定区域
  2. 去除封装材料
  3. 将IC样品包埋在环氧树脂中
  4. 通过锯切或离子束铣削切出薄片，以呈现IC内部结构
  5. 打磨和抛光以获得光滑表面
  6. 为呈现特定IC结构，可能会使用选择性蚀刻
  7. 使用光学和电子显微镜和光谱技术（例如，配备LIBS的复合显微镜或配备EDS的SEM）使IC横截面可视化并对其进行分析，以揭示微小细节和内部微观结构。

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