天游线路检测中心 使用 CP 和 FIB 进行横截面样品制备

横截面抛光机™(CP)

Cross Section Polisher™ (CP) 是一种横截面样品制备装置，通过用宽幅 Ar 离子束照射样品来处理样品。
加工原理是在样品表面安装屏蔽板，用离子束照射，对样品突出于屏蔽板的部分进行加工。可以制作宽度为几毫米的横截面样品，即使对于难以抛光或切割的复合材料也可以制作良好的横截面样品。

使用CP制备通孔横截面样品

Cross Section Polisher™ (CP) 用于在通用印刷电路板的通孔部分制备横截面样品。
在图2中虚线所示的位置制备横截面样品。样品制备时间约为 15 小时。
所制备的截面的SEM观察图像如图3所示。可以看出，制作了宽度为18毫米、深度为15毫米的宽截面，并且使用镀层、玻璃纤维和环氧树脂的复合材料制作了光滑的截面。

图2 通孔截面的表面图像

图3 CP截面SEM图像（背散射电子成分图像）

聚焦离子束 (FIB)

聚焦离子束 (FIB) 是一种将 Ga 离子束聚焦并扫描样品表面任意区域的装置，可对该区域进行扫描离子显微镜 (SIM) 图像观察，并以数十纳米量级的位置精度进行处理。
由于可以使用SIM图像指定样品制备位置，并且仅在要制备的区域中进行铣削，因此可以在短时间内在目标位置制备横截面样品。

使用 FIB 制备异常电镀区域的横截面样品

使用 FIB，从通用印刷电路板镀层的异常凸起（图 4）和异常凹陷（图 7）部分制备横截面样品。
分别在图4和图7中虚线所示的位置制备横截面样品。两者的样品制备时间约为 20 分钟。
准备好的横截面的SIM图像如图7和7所示。 5、6和8、9。在这两种情况下，都可以在异常位置准确地制作横截面样本。还发现镀层的异常膨胀是由镀铜层的剥离引起的，镀层的异常凹陷是由镀铜层的凹陷引起的。

图4
电镀异常起泡区域的表面图像（SIM图像）

在虚线所示的位置制备横截面样品。

图5
准备好的横截面样本（SIM图像）

横截面样品尺寸：宽度60μm，深度20μm
样品制备时间：20 分钟

图6
截面观察图像（SIM图像）

可以在异常区域精确地创建横截面，并且发现铜镀层的剥离是异常的原因。

图7
异常电镀凹痕的表面图像（SIM图像）

在虚线所示的位置制备横截面样品。

图8
准备好的横截面样本（SIM 图像）

横截面样品尺寸：宽度60μm，深度20μm
样品制备时间：20 分钟

图9
截面观察图像（SIM图像）

我们能够在异常区域创建精确的横截面，并发现异常的原因是铜镀层中的凹痕。

CP和FIB横截面样品特性比较

表 1 总结了 CP 和 FIB 在横截面样品制备中的特点。
与通用印刷电路板的横截面样品制备一样，CP 非常适合制备大范围的横截面样品，而 FIB 非常适合制备特定位置的横截面样品。
CP对于样品的结构分析有效，FIB对于样品的缺陷分析有效。

表1 CP和FIB在横截面样品制备中的特征

*1 使用广域加工夹具 (IB-11730LMH) 时。
*2 使用精密加工对准显微镜TYPE2时。