結(jié)構(gòu)剖面鎖定異常點(diǎn)，一文了解金相切片在IC檢測(cè)中的應(yīng)用
金相切片，又名切片（cross-section），指切開(kāi)材料或器件，觀(guān)察其某一剖面，以了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況。進(jìn)行切片測(cè)試需要用特制液態(tài)樹(shù)脂將樣品包裹固封，然后進(jìn)行研磨拋光，再通過(guò)電子顯微鏡觀(guān)察組織結(jié)構(gòu)，最終鎖定異常點(diǎn)并得出檢測(cè)結(jié)論。
常見(jiàn)的切片測(cè)試應(yīng)用場(chǎng)景：
1. PCB結(jié)構(gòu)缺陷：PCB分層,孔銅斷裂等PCBA焊接質(zhì)量檢測(cè)；
2. BGA空焊、虛焊、孔洞、橋接、上錫面積等；
3. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)剖析：電容與PC銅箔層數(shù)解析、LED結(jié)構(gòu)剖析、電鍍工藝分析、材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷觀(guān)察等；
4. 微小尺寸測(cè)量（一般大于1μm）：氣孔大小、上錫高度、銅箔厚度等。
需注意切片屬于破壞性測(cè)試，往往會(huì)在外觀(guān)檢測(cè)、X-Ray等非破壞測(cè)試發(fā)現(xiàn)異常開(kāi)裂、異物侵入等情況之后進(jìn)行驗(yàn)證。下面通過(guò)兩個(gè)實(shí)例來(lái)展示切片測(cè)試的實(shí)際流程。
一、 電容漏電檢測(cè)
客戶(hù)送檢存在漏電現(xiàn)象的電容樣品一顆，我們首先對(duì)其進(jìn)行外觀(guān)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)電容表面存在裂紋。
接下來(lái)對(duì)電容表面裂紋位置進(jìn)行切片制作及斷面觀(guān)察，我們發(fā)現(xiàn)在電容的電極端存在45°裂紋，這是典型的應(yīng)力裂紋。推測(cè)該電容應(yīng)為外部機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致漏電失效。
電容斷面視圖
裂紋放大視圖
二、PCBA插件孔潤(rùn)濕不良
上錫不良切片圖
1. 金相&SEM斷面觀(guān)察
首先，對(duì)PCBA潤(rùn)濕不良的插件孔進(jìn)行斷面后金相、掃描電鏡（SEM）觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)孔轉(zhuǎn)角位置的孔壁銅沒(méi)有錫覆蓋（1000倍下觀(guān)察）；波峰焊的錫從B面向A面（元件面）潤(rùn)濕，出現(xiàn)潤(rùn)濕不良的位置，正好位于沒(méi)有錫覆蓋的轉(zhuǎn)角位置。
2. 傅里葉紅外光譜（FT-IR）分析
對(duì)PCBA潤(rùn)濕不良的插件孔內(nèi)壁表面進(jìn)行FT-IR分析，從檢測(cè)結(jié)果可判斷孔內(nèi)有松香殘留，說(shuō)明孔壁有噴覆松香；此外未發(fā)現(xiàn)其它異物元素，排除異物污染孔壁造成上錫不良。
3. PCB光板插件孔斷面金相觀(guān)察
對(duì)PCB光板的插件孔進(jìn)行斷面金相觀(guān)察，孔轉(zhuǎn)角處有錫，最薄處0.402μm。
綜上分析所見(jiàn)，推測(cè)本次導(dǎo)致PCBA插件孔潤(rùn)濕不良的可能原因是：
孔內(nèi)轉(zhuǎn)角處的銅表面沒(méi)有錫覆蓋，在SMT加工的波峰焊接工序，錫爐中的錫與轉(zhuǎn)角處未蓋錫的銅表面潤(rùn)濕擴(kuò)散不足，導(dǎo)致波峰焊接的錫不能從B面有效潤(rùn)濕到A面。
通過(guò)以上兩個(gè)實(shí)例，相信您已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，金相切片擅長(zhǎng)于捕捉結(jié)構(gòu)內(nèi)部的細(xì)微異常，對(duì)于電容失效和PCB焊接紕漏這樣的問(wèn)題，都能利用金相切片鎖定癥結(jié)。如您有金相切片方面的檢測(cè)需求，歡迎隨時(shí)聯(lián)系我們檢測(cè)中心。
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