對于集成電路、半導體、芯片、PCB等電子產(chǎn)品進行顯微分析通常需要對其表面進行研磨拋光，從而觀察其內(nèi)部或截面結(jié)構(gòu)情況。常見的制樣方法如下圖所示：

 

 

今天小編就針對其中的兩個高端的制樣分析技術(shù)：離子研磨（CP）與聚焦離子束（FIB），來詳細介紹。讓我們一起來看看較之普通的機械研磨，離子研磨在電子制造領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢是怎樣的。

離子研磨與機械研磨的效果比對

 

 

                               

從圖中我們可以看到，離子研磨比機械研磨更能獲得表面平整光滑、劃痕損傷少、界限清晰的樣品截面，呈現(xiàn)鏡面效果，還原樣品的真實結(jié)構(gòu)和表面狀況。

 

由于是無應(yīng)力加工，適用于研磨試料后不產(chǎn)生變形并可以維持結(jié)晶構(gòu)造的層積形狀、結(jié)晶狀態(tài)、斷面異物的解析。

離子研磨比機械研磨的應(yīng)用范圍更廣

離子研磨較之機械研磨，適用范圍更廣。其適用于大多數(shù)材料類型（除液體），例如電子材料、光伏材料、鋰離子電池、陶瓷、金屬材料、高分子材料、半導體、生物材料等。

下面，我們就來詳細介紹離子研磨（CP）和聚焦離子束（FIB）的原理及應(yīng)用：

 

離子研磨（CP）

CP的原理

離子研磨（CP）是利用氬離子光束對材料表面進行濺射的方法，不會對樣品造成機械損害，獲得表面平滑的高質(zhì)量樣品?？梢詫崿F(xiàn)平面和截面研磨這兩種形式：

 

平面研磨原理                                    截面研磨原理

 

CP的特點

CP可以一步到位地制備出鏡面樣品，針對不同的樣品的硬度，設(shè)置不同的電壓、電流、離子槍的角度、離子束窗口，控制氬離子作用的深度、強度、角度等精準參數(shù)。

CP制備完成的樣品表面光滑無損傷，同時還原了材料內(nèi)部的真實結(jié)構(gòu)，有利于后續(xù)使用SEM、EDS、EBSD或其它分析設(shè)備對樣品進行進一步的觀察和分析。

CP應(yīng)用領(lǐng)域

它幾乎可以適用于各種材料，包括難以拋光的軟材料，如銅、鋁、金、焊料和聚合物等；難以切割的材料，如陶瓷和玻璃等；軟的、硬的和復合材料，損傷、污染和變形可以控制得非常小。

典型案例

印制線路板表面焊盤及處理工藝缺陷分析：PCB上焊盤基材一般都是使用銅，為了防止銅的氧化而造成可焊性差的現(xiàn)象。

 

 

 

聚焦離子束（FIB）

 

FIB的原理

聚焦離子束技術(shù)（Focused Ion beam，F(xiàn)IB）是利用電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的離子束轟擊材料表面，實現(xiàn)材料的剝離、沉積、注入、切割。隨著納米科技的發(fā)展，納米尺度制造業(yè)發(fā)展迅速，而納米加工就是納米制造業(yè)的核心部分，納米加工的代表性方法就是聚焦離子束。

 

 

FIB的特點

FIB利用高強度聚焦離子束對材料進行納米加工，配合掃描電鏡（SEM）等高倍數(shù)電子顯微鏡實時觀察，成為了納米級分析、制造的主要方法。目前已廣泛應(yīng)用于半導體集成電路修改、離子注入、切割和故障分析等。

FIB實際應(yīng)用介紹

（1）在IC生產(chǎn)工藝中，發(fā)現(xiàn)微區(qū)電路蝕刻有錯誤，可利用FIB的切割，斷開原來的電路，再使用定區(qū)域噴金，搭接到其他電路上，實現(xiàn)電路修改，最高精度可達5nm。

（2）產(chǎn)品表面存在微納米級缺陷，如異物、腐蝕、氧化等問題，需觀察缺陷與基材的界面情況，利用FIB就可以準確定位切割，制備缺陷位置截面樣品，再利用SEM觀察界面情況。（3）微米級尺寸的樣品，經(jīng)過表面處理形成薄膜，需要觀察薄膜的結(jié)構(gòu)、與基材的結(jié)合程度，可利用FIB切割制樣，再使用SEM觀察。

（4）FIB制備透射電鏡超薄樣，利用fib精確的定位性對樣品進行減薄，可以制備出厚度100nm左右的超薄樣品。

典型案例

（1）微米級缺陷樣品截面制備

 

 

（2）PCB電路斷裂位置，利用離子成像觀察銅箔金相。

 

 

在電子產(chǎn)品的失效分析和結(jié)構(gòu)分析中，利用CP和FIB制作樣品的剖面，能直觀準確地觀察到樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，改進設(shè)計或工藝，大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期和研制成本，是極為有效的剖面制作技術(shù)。

為了能讓大家對于這兩個制樣技術(shù)更為了解，美信檢測將在7月5日舉辦一場“高端制樣分析技術(shù)——離子研磨（CP）與聚焦離子束（FIB）的應(yīng)用介紹”技術(shù)交流會，將從技術(shù)原理到實際應(yīng)用進行全方面的講解，本次技術(shù)交流會全程免費。

※歡迎您帶問題參與到會議中來，可與講師面對面交流討論哦！

 

高端制樣分析技術(shù)——

離子研磨（CP）與聚焦離子束（FIB）的應(yīng)用介紹

課題介紹

一、離子研磨（CP）應(yīng)用介紹

1.離子研磨比較機械研磨的優(yōu)勢

2.離子研磨（CP）的原理詳解

3.離子研磨（CP）的應(yīng)用方向

4.離子研磨（CP）的案例分析

 

二、聚焦離子束（FIB）應(yīng)用介紹

1.聚焦離子束（FIB）的原理詳解

2.聚焦離子束（FIB）的應(yīng)用范圍

3.聚焦離子束（FIB）案例剖析

4.聚焦離子束（FIB）與離子研磨（CP）的對比

 

會議詳情

時間：2019年7月5日  13:00——16:20

地點：美信檢測總部

（深圳市寶安區(qū)北大方正科技園A3棟一樓會議室）

流程安排：

 

報名方式（免費參會）

關(guān)注“美信檢測實驗室”微信公眾號，發(fā)送“制樣分析技術(shù)”關(guān)鍵詞，直接在線報名參會。

 

 

 

注意：

①表單提交報名后，顯示如下圖所示，即為報名成功。

 

 

②參會通知將提前兩天，以手機短信和致電等形式通知您，請注意查收~