高端制样分析技术：离子研磨（CP）和聚焦离子束（FIB）

对于集成电路、半导体、芯片、PCB等电子产品进行显微分析通常需要对其表面进行研磨抛光，从而观察其内部或截面结构情况。常见的制样方法如下图所示：

 

 

今天小编就针对其中的两个高端的制样分析技术：离子研磨（CP）与聚焦离子束（FIB），来详细介绍。让我们一起来看看较之普通的机械研磨，离子研磨在电子制造领域的应用优势是怎样的。

离子研磨与机械研磨的效果比对

 

 

                               

从图中我们可以看到，离子研磨比机械研磨更能获得表面平整光滑、划痕损伤少、界限清晰的样品截面，呈现镜面效果，还原样品的真实结构和表面状况。

 

由于是无应力加工，适用于研磨试料后不产生变形并可以维持结晶构造的层积形状、结晶状态、断面异物的解析。

离子研磨比机械研磨的应用范围更广

离子研磨较之机械研磨，适用范围更广。其适用于大多数材料类型（除液体），例如电子材料、光伏材料、锂离子电池、陶瓷、金属材料、高分子材料、半导体、生物材料等。

下面，我们就来详细介绍离子研磨（CP）和聚焦离子束（FIB）的原理及应用：

 

离子研磨（CP）

CP的原理

离子研磨（CP）是利用氩离子光束对材料表面进行溅射的方法，不会对样品造成机械损害，获得表面平滑的高质量样品。可以实现平面和截面研磨这两种形式：

 

平面研磨原理                                    截面研磨原理

 

CP的特点

CP可以一步到位地制备出镜面样品，针对不同的样品的硬度，设置不同的电压、电流、离子枪的角度、离子束窗口，控制氩离子作用的深度、强度、角度等精准参数。

CP制备完成的样品表面光滑无损伤，同时还原了材料内部的真实结构，有利于后续使用SEM、EDS、EBSD或其它分析设备对样品进行进一步的观察和分析。

CP应用领域

它几乎可以适用于各种材料，包括难以抛光的软材料，如铜、铝、金、焊料和聚合物等；难以切割的材料，如陶瓷和玻璃等；软的、硬的和复合材料，损伤、污染和变形可以控制得非常小。

典型案例

印制线路板表面焊盘及处理工艺缺陷分析：PCB上焊盘基材一般都是使用铜，为了防止铜的氧化而造成可焊性差的现象。

 

 

 

聚焦离子束（FIB）

 

FIB的原理

聚焦离子束技术（Focused Ion beam，FIB）是利用电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸的离子束轰击材料表面，实现材料的剥离、沉积、注入、切割。随着纳米科技的发展，纳米尺度制造业发展迅速，而纳米加工就是纳米制造业的核心部分，纳米加工的代表性方法就是聚焦离子束。

 

 

FIB的特点

FIB利用高强度聚焦离子束对材料进行纳米加工，配合扫描电镜（SEM）等高倍数电子显微镜实时观察，成为了纳米级分析、制造的主要方法。目前已广泛应用于半导体集成电路修改、离子注入、切割和故障分析等。

FIB实际应用介绍

（1）在IC生产工艺中，发现微区电路蚀刻有错误，可利用FIB的切割，断开原来的电路，再使用定区域喷金，搭接到其他电路上，实现电路修改，最高精度可达5nm。

（2）产品表面存在微纳米级缺陷，如异物、腐蚀、氧化等问题，需观察缺陷与基材的界面情况，利用FIB就可以准确定位切割，制备缺陷位置截面样品，再利用SEM观察界面情况。（3）微米级尺寸的样品，经过表面处理形成薄膜，需要观察薄膜的结构、与基材的结合程度，可利用FIB切割制样，再使用SEM观察。

（4）FIB制备透射电镜超薄样，利用fib精确的定位性对样品进行减薄，可以制备出厚度100nm左右的超薄样品。

典型案例

（1）微米级缺陷样品截面制备

 

 

（2）PCB电路断裂位置，利用离子成像观察铜箔金相。

 

 

在电子产品的失效分析和结构分析中，利用CP和FIB制作样品的剖面，能直观准确地观察到样品的内部结构，帮助企业发现产品质量问题，改进设计或工艺，大大缩短产品的研发周期和研制成本，是极为有效的剖面制作技术。

为了能让大家对于这两个制样技术更为了解，美信检测将在7月5日举办一场“高端制样分析技术——离子研磨（CP）与聚焦离子束（FIB）的应用介绍”技术交流会，将从技术原理到实际应用进行全方面的讲解，本次技术交流会全程免费。

※欢迎您带问题参与到会议中来，可与讲师面对面交流讨论哦！

 

高端制样分析技术——

离子研磨（CP）与聚焦离子束（FIB）的应用介绍

课题介绍

一、离子研磨（CP）应用介绍

1.离子研磨比较机械研磨的优势

2.离子研磨（CP）的原理详解

3.离子研磨（CP）的应用方向

4.离子研磨（CP）的案例分析

 

二、聚焦离子束（FIB）应用介绍

1.聚焦离子束（FIB）的原理详解

2.聚焦离子束（FIB）的应用范围

3.聚焦离子束（FIB）案例剖析

4.聚焦离子束（FIB）与离子研磨（CP）的对比

 

会议详情

时间：2019年7月5日  13:00——16:20

地点：美信检测总部

（深圳市宝安区北大方正科技园A3栋一楼会议室）

流程安排：

 

报名方式（免费参会）

关注“美信检测实验室”微信公众号，发送“制样分析技术”关键词，直接在线报名参会。

 

 

 

注意：

①表单提交报名后，显示如下图所示，即为报名成功。

 

 

②参会通知将提前两天，以手机短信和致电等形式通知您，请注意查收~