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失效分析之剖面制样技术-金相切片
发布时间:2019-12-14 | 信息来源:深圳市启威测标准技术服务有限公司
剖面制样技术的意义? 对于芯片内部的纵深缺陷观察或结深测量来说,样品的制备非常重要,应根据观察的目的截取适当的观察面,使所要观察的缺陷与观察面相交。主要方法有金相切片和聚焦离子束剖面制样技术。
什么是金相切片? 金相切片又名切片,是用特制液态树脂将样品包裹固封,然后进行研磨抛光的一种制样方法。检测流程包括取样、固封、研磨、抛光,最后提供形貌照片、开裂分层大小判断或尺寸等数据。它是一种观察样品截面组织结构情况的最常用的制样手段。 金相切片后的样品常用立体显微镜或金相显微镜观察外貌,如固态镀层或焊点、连接部位的结合情况、是否有开裂或微小缝隙、截断面不同成分的组织结构的截面形貌、金属间化合物的形貌与尺寸测量、电子元器件的长宽高等结构参数。
失效分析的时候磨掉阻碍观察的结构,露出需要观察的部分,如异物嵌入的部位等,进行观察或失效定位,也可以用SEM/EDS扫描电镜与能谱观察形貌与分析成分,做完无损检测(如 X-ray、SAM)的样品若发现疑似异常开裂、异物嵌入等情况,同样可以用切片的方法来验证。
金相切片试验步骤: 取样——镶嵌——切片——抛磨——腐蚀——观察。其中镶嵌约需一天的时间,如果采用的是快速固化,则需要2小时。
金相切片的限制因素有哪些? (1) 样品如果大于5cm x 5cm x 2cm,需用切割等方法取样后再进行固封与研磨。 (2) 最小观察长度为1μm,在小的就需要用到FIB来继续做显微切口。 (3) 规固化比快速固化对结果有利,因为发热少、速度慢,样品固封在内的受压缩膨胀力较小,固封料与样品的黏结强度高,在研磨时极少发生样品与固封树脂结合面开裂的情况。 (4) 金相切片是破坏性的分析手段,要小心操作,一旦被固封或切除、研磨,样品就不可能恢复原貌。
案例分析图片:
金相显微组织分析
▲ 100x 铁素体含量检测
▲ 500x 双相不锈钢中有害相
▲ 500x 保持马氏体位向的回火索氏体+晶界铁素体
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