電子元器件用引線的鍍層厚度測量-金相法

時間：2024/3/20閱讀：304

隨著電子產(chǎn)品遍布人們生活、生產(chǎn)的方方面面，半導體制造技術的發(fā)展迅猛，其中引線鍵合技術作為元器件的互連封裝技術，也備受研究學者們的關注。引線鍵合是一種使用細金屬線，利用熱、壓力、超聲波能量為使金屬引線與基板焊盤緊密焊合，實現(xiàn)芯片與基板間的電氣互連和芯片間的信息互通。在理想控制條件下，引線和基板間會發(fā)生電子共享或原子的相互擴散，從而使兩種金屬間實現(xiàn)原子量級上的鍵合。

因此引線的材料尤為重要，如鍍錫銅包鋼線，需要同時發(fā)揮鋼芯的高強度、銅層的良好導電性、錫層的優(yōu)良可焊性，而每一種材料的厚度都會影響其相應的性能。因此對引線每一層的厚度測量非常有必要。引線厚度測量的方法有化學溶解法、金相法、射線法等，其中金相法能進行可視性測量，精度高，還可以觀察鍍層質量。

本文就某種鍍錫銅包鋼線，采用金相法進行鍍層厚度測量。

裁剪

原始樣品為直徑小于1mm的鍍錫銅包鋼線，裁剪至約10mm的長度，并盡量保證金屬絲不變形。

↑原始樣品↑

鑲嵌

樣品測試目標包括位于邊緣處的鍍層，需對它進行良好的鑲嵌保護，避免后續(xù)研磨形成圓角，影響測量準確度。

鑲嵌采用澆注冷鑲嵌的方法，選用標樂型號為EpoKwick FC的環(huán)氧樹脂及相應固化劑套裝，這款樹脂流動性很好、收縮率較低，對樣品的保護效果很好。鑲嵌流程如下圖所示。

↑鑲嵌流程示意圖↑

該過程還使用了型號為SamplKup™的模杯，模杯直徑為25mm，并配合型號為Release Agent的脫模劑使用。

為了引線傾斜以獲得垂直橫截面，選擇帶著相同直徑尺寸的PCB基板對引線進行固定，鑲嵌效果如下圖。

↑鑲嵌后的樣品↑

磨拋

研磨與拋光采用標樂的手自一體磨拋機AutoMet250的半自動模式。參數(shù)如下表所示。

↑機械磨拋參數(shù)↑

研磨拋光步驟可選擇適于有色金屬的通用耗材，需注意的是后續(xù)拋光的時間與載荷。從9um拋光步驟開始，拋光的時間需要足夠長以去除上一步驟拋光造成的損傷，尤其是延展損傷。力值還需適當調(diào)小，避免當下的步驟帶來過大的延展損傷。最終拋光后的截面盡可能大地降低了延展損傷，提高了后續(xù)的顯微鏡測量準確度。

顯微觀察與鍍層厚度測量

最終研磨結果如下圖：