微电子元器件的磨抛最常出现的问题及解决办法

材料概述

微电子元器件是利用微电子工艺技术实现的微型化电子系统芯片和器件。微电子元器件金相分析常被称之为“切片分析”， 通过显微剖切技术制得的微切片可用于电子元器件结构剖析、检查电子元器件表面及内部缺陷。

随着科技水平的发展和工艺的进歩，电子产品越来越微型化、复杂化和系统化，而其功能却越来越强大，集成度越来越高，体积越来越小。微电子元器件包含各种不同的材料，如玻纤、陶瓷、金属和具有各种不同性能的聚合物。因此，它的小而复杂性给切片分析带来了不小的挑战。

小而复杂的电子元器件

微电子元器件切片分析，主要包括如下典型的检验：

缺陷的大小和分布，如空洞、裂缝和夹杂

不同零部件的尺寸和形状，如：层厚、层宽、层数、导线厚度、焊点形状

不同材料交界处结合状况，如：焊料图层状况、层间重合度

陶瓷中的裂纹和孔隙率，如：陶瓷电容内部裂纹

边缘平整度检查，如：孔壁粗糙度、通孔质量

制备指南

制样中的要点：

1、切割

微电子元器件尺寸微小，材料成分复杂，使其切割非常具有目标性，切割的精度要求非常高。所以，我们通常建议使用精度较高，去除量较小的金相精密切割机对其进行目标的提取。由于材料的多样性，我们通常使用小尺寸的树脂金刚石切割片进行切割。

由于陶瓷、芯片和玻璃中易出现裂纹，对于灵敏或者微小不好夹持的样品，我们通常会建议切割之前，先对其进行冷镶嵌。

CGS-5J高速精密切割机

金刚石切割片

切割之前

切割之后

2、镶嵌

考虑到微电子元器件材料成分的脆性不耐压，因此建议用冷镶嵌来对样品进行把持保护。

为避免发热对焊料和聚合物的影响，冷镶嵌树脂中，我们推荐固化温度较低的环氧树脂。对于微小或易裂的样品，或者必须填充空洞或孔洞时，我们通常建议采用真空浸渍配套低收缩的环氧树脂，以最大限度地减少开裂的风险。

VacFill-9多工位真空冷镶嵌机

MC001高透真空浸渍冷镶嵌套装

线路板镶嵌照片 - 1

线路板镶嵌照片 - 2

3、磨抛

微电子元器件的磨抛最常出现的问题及解决办法如下：

问题1：用粗磨粒进行研磨时，脆性材料受损，软金属发生严重的变形

办法：尽量从细砂纸进入，如800#/1200#或者更细，或者可以选用GD-Sof复合精磨盘，它的刚性能帮助获得良好的平整度，同时它的磨粒粒度较细较温和，避免脆性材料的受损。

GD-Sof复合精磨盘

问题2：因尺寸太小，目标材料受限位制备影响造成的过磨

办法：手动或半自动制备时，只能采用“边磨边看”的经验式方法找准目标区域，或借助一种控制工具来实现手动制备时磨削量的控制。而川禾的Smoothneer-6自动磨抛机具有自动控制材料磨削量去除的功能，可实现50~5000微米的磨削量去除检测，能精准地实现制备过程中，目标位置的呈现。

手动磨抛磨削量控制夹具

S-6磨削量控制界面

问题3：材料复杂，因硬度差异造成的抛光浮凸缺陷

办法：缩短抛光时间，如需要长时间抛光去划痕，则采用中心加载制备方法，可有效减小硬度差异造成的浮凸，另缩短氧化物终抛的时间。

抛光过程因硬度差异造成的浮凸 照片

无浮凸 照片

磨抛步骤：

以上推荐参数取自：自动磨抛机Smoothneer-6 上Ф250 mm 工作盘的Ф30 mm 的微电子元器件制备方法。

组织赏析

赏析1-电容电极100X

赏析2-通孔50X

赏析3-铜层厚度100X

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