聚焦離子束(FIB)與掃描電子顯微鏡(SEM)耦合成為FIB-SEM雙束系統(tǒng)后，通過(guò)結(jié)合相應(yīng)的氣體沉積裝置，納米操縱儀，各種探測(cè)器及可控的樣品臺(tái)等附件成為一個(gè)集微區(qū)成像、加工、分析、操縱于一體的分析儀器。其應(yīng)用范圍也已經(jīng)從半導(dǎo)體行業(yè)拓展至材料科學(xué)、生命科學(xué)和地質(zhì)學(xué)等眾多領(lǐng)域。為方便客戶對(duì)材料進(jìn)行深入的失效分析及研究，金鑒實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)推出Dual Beam FIB-SEM業(yè)務(wù)，并介紹Dual Beam FIB-SEM在材料科學(xué)領(lǐng)域的一些典型應(yīng)用，包括透射電鏡( TEM)樣品制備，材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等。

FIB在PCB也有著廣泛的用途，如電鍍層可靠性測(cè)試，化鎳金/鎳鈀金等鍍層厚度測(cè)，OSP膜后鍍的測(cè)量等。金鑒實(shí)驗(yàn)室具有2臺(tái)FIB，3臺(tái)場(chǎng)發(fā)射電鏡，可為PCB提供FIB-SEM方面測(cè)試服務(wù)。

1、 電鍍層失效分析

HDI或多層通孔板經(jīng)過(guò)冷熱循環(huán)、回流焊、熱油等可靠性測(cè)試后經(jīng)常會(huì)有“盲孔脫墊”、“ICD”等失效現(xiàn)象，通過(guò)普通切片往往難以觀察到銅層間的細(xì)微裂紋、空洞、異物等現(xiàn)象，對(duì)品質(zhì)異常追蹤也難以找到根源。FIB-SEM可以無(wú)損觀察到盲孔鍍層底部狀況，多層板內(nèi)層銅連接處，結(jié)合EDS等手段可對(duì)失效區(qū)域針對(duì)性分析，從而找出失效的根源。

2、 化鎳金/鎳鈀金等鍍層測(cè)試

化鎳金/鎳鈀金具有表面非常平整，可焊性極佳，鍍層均勻性好等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于PCB表面處理。但黑盤(pán)導(dǎo)致的可焊性問(wèn)題也時(shí)常發(fā)生。常規(guī)分析化鎳金黑盤(pán)一般采用切片法觀察鎳層截面形貌判定腐蝕等級(jí)，或者將剝金后觀察鎳層腐蝕程度，兩種分析手段往往比較片面。使用FIB-SEM可以無(wú)損觀察判定鎳腐蝕等級(jí)，同時(shí)可以準(zhǔn)確測(cè)量各鍍層厚度是否在規(guī)定范圍，下圖為金鑒實(shí)驗(yàn)室為某客戶測(cè)試鎳鈀金鍍層厚度案例，Au層只有50nm左右也能準(zhǔn)確測(cè)量。

3、 OSP膜厚度測(cè)量

OSP是PCB應(yīng)用最為廣泛的完成表面處理工藝，可焊性不良時(shí)有發(fā)生，OSP厚度不足往往會(huì)影響產(chǎn)品的可焊性，在分析OSP厚度最常用是采用溶解后UV分光光度計(jì)定量測(cè)試樣品平均的OSP厚度，但可焊性不良往往不是整個(gè)樣品都有問(wèn)題，從膜厚測(cè)試往往得不出結(jié)論。下圖示金鑒實(shí)驗(yàn)室某客戶樣品使用UV方法測(cè)試OSP膜達(dá)到0.3-0.5μm的要求，但使用FIB-SEM測(cè)試發(fā)現(xiàn)其膜厚非常不均勻，最薄處甚至不到0.1μm，具有非常大的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

審核編輯：湯梓紅