盲孔顯微組織制備方法之機械拋光+離子束拋光法

盲孔技術是PCB設計中非常重要的連接技術，盲孔用于連接PCB的表層和內層線路，使得電路布局更加緊湊、合理，有助于實現高密度互連，提高電路板的集成度和性能。

在高電氣性能的電路中，具有良好導電性的銅盲孔能夠確保電路層之間更良好的連接。銅盲孔的性能與銅晶粒的成型方式、形態(tài)、分布情況以及晶粒之間的裂紋、孔隙等缺陷緊密相關，通過獲得真實、無外來引入損傷的銅晶粒形貌，可以從側面分析盲孔的導電性、強度、耐腐蝕性和可靠性等性能。

本文選取某PCB盲孔樣品，對其進行機械拋光+離子束拋光制備，獲得平整、無損傷、無污染的斷面，為盲孔內部顯微組織的分析提供可參考的科學的制樣手段。

為使后續(xù)能夠半自動研磨拋光，將樣品鑲嵌至合適的尺寸。鑲嵌尺寸控制在D38 x H12 mm內，便于后續(xù)的離子束拋光。

圖1. 鑲嵌示意圖

銅材料的延展性較高，機械拋光后的樣品表面，仍不可避免地存在一些光鏡無法觀察到的細微延展和應力損傷，從而會掩蓋細小的孔隙、裂紋等缺陷，也無法獲得清晰的晶粒圖像，需要通過適當的去應力處理后才能進行電鏡觀察和分析。

在此案例中選擇使用離子束拋光的方式去除延展和損傷，該方式是通過帶著一定能量的氬離子將樣品表面的變形層，以原子形式一顆顆地去除掉，最終獲得無損傷且無污染的表面。離子束拋光參數如下：

表2.離子束拋光參數

該氬離子束為散焦型，束斑大，結合樣品能夠旋轉并左右擺動的運動特性，可以對樣品進行大面積加工。

離子束拋光后，盲孔的顯微組織形貌如下電鏡圖：

圖2. 機械拋光+離子束拋光后BSE圖