天游线路检测中心 横截面抛光机™
什么是横截面抛光机™
Cross Section Polisher™（以下简称CP）是用于扫描电子显微镜（SEM）、电子探针显微分析仪（EPMA）和俄歇微探针（Auger）的横截面样品制备装置。
该装置是采用宽Ar+离子束和屏蔽板处理样品横截面的新概念横截面样品制备装置。与其他需要经验的方法相比，可以在短时间内获得高质量的横截面，且没有个体差异。
CP可加工金属、陶瓷、塑料等多种材料的截面，近年来已应用于多个领域。
处理原理
横截面抛光机™（CP）的主要组成部分是Ar离子枪、屏蔽板和样品，如图1-1中CP的示意图所示。
Ar离子枪将Ar气体电离，产生Ar+离子，并通过施加电压将Ar+离子加速到一定能量而释放。从离子枪释放的Ar+离子（离子可加速至8kV）进入样品，为样品的构成原子提供能量，并使构成原子移动。这种现象称为碰撞，重复的碰撞称为级联碰撞。在此过程中样品的组成原子从样品中喷出的现象称为溅射。通过这种溅射现象切割样品。
用CP切割时，将一块由难以溅射的材料制成的板直接放置在样品上方，称为屏蔽板。将屏蔽板的末端放置在需要进行横截面观察的位置，并用 Ar+ 离子照射样品。此时，样品突出于屏蔽板的部分被溅射，露出屏蔽板边缘处的样品横截面（图1-2）。如果构成样品的材料含有硬质材料和软质材料的混合物，则Ar+离子束的加工速率会存在差异，并且在平行于Ar+离子入射方向的加工截面上会出现条纹状的不均匀性。为了减少不均匀性，使样品和遮蔽板本身摆动(日本电子专利：No4557130)。
图1-1 CP示意图
图1-2 加工时示意图
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应用示例/处理特性
Cross Section Polisher™ (CP) 使用宽离子束，因此可以在大面积（500 µm 或更大）上创建几乎不规则的加工表面。
使用电子探针显微分析仪观察经过CP处理的电子元件的示例如下所示。背散射电子图像（图2-1）和元素映射图像（图2-2）表明，在约1mm以上的大范围内获得了几乎没有凹凸的良好加工表面。
图2-1 CP电子元件横截面（示例：手机电子元件）
图2-2 元素映射图像结果
应用示例/使用样品旋转支架的加工方法
Cross Section Polisher™ (CP) 可以通过使用旋转样品架进行更有效的处理。
图3-1显示了使用样品旋转支架进行加工的原理。使用正常的加工方法（使用屏蔽板的方法），在切割多孔样品或由具有不同蚀刻速率的多种材料制成的复合材料时，条纹状不规则可能会变得明显。对于此类样品，通过使用样品旋转支架，可以将Ar+离子束从360度照射到样品上，从而得到良好的横截面，没有条纹状不规则性。
图 3-1 旋转支架
图3-2显示了使用标准屏蔽板（左）的横截面加工示例和使用相同样品（样品：自动铅笔芯）的样品旋转支架（右）的横截面加工示例。两者对比可以看出，使用样品旋转支架获得的截面效果较好，没有出现条状不均匀现象。
图3-2 样品：自动铅笔芯