В электронике поперечное сечение , поперечное сечение или микросечение — это подготовленный образец электроники, который позволяет проводить анализ в плоскости, проходящей через образец. Это разрушающий метод, требующий, чтобы часть образца была отрезана или отшлифована, чтобы обнажить внутреннюю плоскость для анализа. Обычно их готовят для исследований, обеспечения качества производства , соответствия поставщика и анализа отказов. [1] [2] Печатные платы (PWB) и электронные компоненты, а также их паяные соединения являются обычными образцами поперечного сечения. Интересующими элементами для анализа в поперечном сечении могут быть металлические и диэлектрические слои в нанометровом масштабе в полупроводниках [3] вплоть до макроскопических элементов, таких как количество припоя, заполнившего большое металлизированное сквозное отверстие диаметром 0,125 дюйма (3,18 мм) .
Поперечные сечения могут быть подготовлены несколькими методами, которые обычно выбираются на основе масштаба интересующего объекта, поскольку метод влияет на гладкость окончательной полировки. Более гладкие полировки позволяют анализировать более мелкие объекты, но также могут занять больше времени или быть более дорогими в подготовке. Поперечные сечения твердых материалов, таких как оксид алюминия, могут потребовать иной техники, чем для мягких материалов, таких как золото или мягкий пластик.
Механическая шлифовка и полировка являются распространенным методом подготовки для анализа особенностей порядка от 1 до 10 микрометров [4] до макроскопических особенностей. Образцы могут быть сначала вырезаны по размеру, например, вокруг переходного отверстия в печатной плате или вокруг керамического конденсатора, припаянного к печатной плате. Образцы могут быть подготовлены путем инкапсуляции в жесткий материал, такой как эпоксидная смола, чтобы сохранить образец неповрежденным во время шлифования, и с вакуумным этапом для заполнения воздушных зазоров и создания сплошного образца без пустот. Однако поперечные сечения некоторых образцов могут быть подготовлены без инкапсуляции.
Инкапсулированные образцы готовятся с использованием грубой шлифовальной среды для удаления материала из образца до тех пор, пока не будет достигнута интересующая плоскость. Оборудование может помочь автоматизировать процесс, удерживая шлифовальные и полировальные среды твердо, а затем вращая их так, чтобы образец можно было прижать к ним. Типичные шлифовальные среды — это карбид кремния и алмаз , которые могут быть в форме одноразовых дисков, пропитанных шлифовальной средой, или суспензии, нанесенной на многоразовую подушку. Последовательно более тонкие среды используются для финишной шлифовки до интересующей плоскости и для полировки на интересующей плоскости. Каждая последовательно меньшая зернистость используется для удаления царапин и повреждений, вызванных предыдущей зернистостью.
Некоторое оборудование позволяет изготавливать поперечные сечения методом прямой резки или фрезерования. [5] [6]
Сфокусированный ионный пучок , ионно-лучевое измельчение и скалывание [3] являются распространенными методами в промышленности по производству полупроводников.
Производители подложек, используемых в электронике, готовят поперечные сечения конечного продукта для обеспечения качества. [7] В поперечном сечении можно оценить качество сверления отверстий, а также измерить качество покрытия и толщину переходных отверстий. Можно увидеть пустоты в материалах подложки, которые показывают качество процесса ламинирования.
Просмотр внутренних структур электронных компонентов в поперечном сечении может выявить проблемы с производством и качеством материалов. В интегральных схемах поперечное сечение может показать кристалл и его активные слои, площадку кристалла и межсоединения 1-го уровня (проводные соединения или припойные столбики).
Поперечные сечения паяных соединений компонентов обычно готовятся для оценки качества и степени металлургической связи. Этот анализ может быть использован для определения любых проблем в процессе пайки, которые могут привести к усталости припоя и отказу. Поперечные сечения паяных соединений также обычно готовятся во время анализа отказов, чтобы увидеть трещины в припое. Морфология трещин может привести к идентификации типа напряжения и, в конечном итоге, основной причины отказа паяного соединения. [8] [9]
Анализ полированных поперечных сечений может быть выполнен с помощью различных методов. Изображения обычно получают с помощью оптической микроскопии и сканирующей электронной микроскопии . Химический анализ может быть выполнен с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) . Также может быть выполнено испытание на твердость.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )