銅錫焊接 IMC 金屬間化合物金相制樣流程 (利用鏡檢法觀察 IMC 層)

銅錫焊接 IMC 金屬間化合物金相制樣流程(利用鏡檢法觀察 IMC 層)

一、前期準(zhǔn)備

在現(xiàn)代電子設(shè)備中，印刷電路板（PCB）起著連接和支持電子器件的關(guān)鍵作用，是整個(gè)電子系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。其由絕緣材料層和導(dǎo)電層組成，絕緣層防止電流干擾，導(dǎo)電層負(fù)責(zé)信號傳輸與電力供應(yīng)。

金屬化互連涂層（IMC）在 PCB 中占據(jù)重要地位，承擔(dān)電氣連接和信號傳輸?shù)暮诵墓δ?。IMC 主要由銅、黃銅、鎳、錫、錫鉛合金等具有良好導(dǎo)電性和可焊性的金屬材料組成。其在 PCB 上的形成可通過化學(xué)沉積、物理氣相沉積、真空蒸鍍等工藝，不同工藝各有優(yōu)劣，需根據(jù)生產(chǎn)需求和成本考量選擇。IMC 層厚度通常在幾微米到幾十微米之間，具體厚度因應(yīng)用需求和生產(chǎn)技術(shù)而異。

IMC 是 PCB 關(guān)鍵部分，由多種金屬材料構(gòu)成。鏡檢法可微觀分析其結(jié)構(gòu)，檢測缺陷，還能精準(zhǔn)測量厚度，助力保障電子設(shè)備性能。

準(zhǔn)備利用鏡檢法觀察 IMC 層時(shí)，需準(zhǔn)備好一系列專業(yè)設(shè)備，包括精密切割機(jī) CGM60、自動(dòng)鑲嵌機(jī) ZXQ - 1B、冷鑲嵌環(huán)氧樹脂CM3、自動(dòng)磨拋機(jī) YMPZ - 2、金相顯微鏡 MCK-40MC、高清相機(jī) CKC2000 以及臺(tái)式電腦。

儀器配置清單：

二、樣品制備

1.試樣切割：使用精密切割機(jī) CGM60 對 PCB 進(jìn)行精確切割。將 PCB 固定在工作臺(tái)上，設(shè)定好切割尺寸和形狀參數(shù)，啟動(dòng)設(shè)備，以高精度切割出合適樣品，避免損傷 IMC 層。

2.試樣鑲嵌：把切割好的樣品放入自動(dòng)金相試樣鑲嵌機(jī) ZXQ - 1B 的模具中，倒入鑲嵌材料（如熱固性樹脂或熱塑性塑料），設(shè)置好溫度、壓力和時(shí)間參數(shù)，啟動(dòng)設(shè)備使材料固化，牢固固定樣品，保證后續(xù)磨拋時(shí)樣品的穩(wěn)定性。

3.試樣磨拋：將鑲嵌好的樣品安裝在自動(dòng)金相試樣磨拋機(jī) YMPZ - 2 工作臺(tái)上，先用粗粒度砂紙（如 240 目）粗磨，去除大部分余量和明顯劃痕，過程中添加冷卻液防止樣品過熱。粗磨后依次用更細(xì)粒度砂紙（800 目、1200 目、2000 目等）細(xì)磨，每次更換砂紙都要清洗樣品和工作臺(tái)。最后用拋光劑和拋光布拋光，使樣品表面達(dá)到適合金相顯微鏡觀察的平整度，展現(xiàn) IMC 層真實(shí)微觀結(jié)構(gòu)。

三、顯微鏡觀察

把磨拋好的樣品放在金相顯微鏡MCK-40MC載物臺(tái)上，用樣品夾固定。打開光源并調(diào)節(jié)亮度，先從低倍物鏡（5 倍或 10 倍）觀察，調(diào)節(jié)焦距使圖像清晰，初步了解樣品整體結(jié)構(gòu)和 IMC 層大致情況。再根據(jù)需要切換到高倍物鏡（50 倍、100 倍等），進(jìn)一步調(diào)節(jié)焦距和微調(diào)旋鈕，仔細(xì)觀察 IMC 層微觀結(jié)構(gòu)，如晶粒大小、組織結(jié)構(gòu)、是否存在缺陷等。

四、圖像采集與分析

將高清相機(jī) CKC2000 安裝在金相顯微鏡相機(jī)接口上并確保連接穩(wěn)定。根據(jù)顯微鏡觀察到的清晰的圖像，調(diào)整相機(jī)曝光時(shí)間、感光度、白平衡等參數(shù)，對 IMC 層不同區(qū)域和特征進(jìn)行多角度拍攝，記錄好每張照片的放大倍數(shù)、觀察區(qū)域等信息。

把拍攝的圖像傳輸?shù)脚_(tái)式電腦，用專業(yè)圖像分析軟件進(jìn)行處理。導(dǎo)入圖像后校準(zhǔn)并設(shè)置比例尺，利用測量工具測量 IMC 層的厚度、晶粒尺寸、缺陷尺寸等參數(shù)，多次測量取平均值并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，最后整理測量結(jié)果和分析數(shù)據(jù)，形成詳細(xì)的觀察報(bào)告，為后續(xù)研究和應(yīng)用提供依據(jù)。