United States | EN
Canada | EN
United Kingdom | EN
German | DE
France | FR
Mexico | ES
Japan | JA
China | ZHCOMPOSANTS ÉLECTRONIQUES
Solutions de préparation métallographique par matériau
Ce guide vous indique par où commencer lors de la préparation et de l'analyse métallographique des composants électroniques. Vous y trouverez également des conseils pour obtenir les meilleurs résultats pour votre application métallographique.
Éléments à prendre en compte lors de l'utilisation de composants électroniques
De nombreux composants électroniques contiennent des matériaux aux propriétés variées. Pour obtenir de meilleurs résultats lors de la préparation, l’accent peut être mis sur des matériaux spécifiques. Une attention particulière aux processus de préparation peut permettre d’obtenir une finition de surface d’excellente qualité.
En fonction du matériau, de légères modifications peuvent être apportées tout au long de la préparation afin d’améliorer l’état de surface des caractéristiques ciblées. Par exemple, le silicium, le cuivre et le FRP peuvent nécessiter des ajustements de processus légèrement différents pour obtenir des résultats optimaux.
Conseils pour la découpe des composants électroniques
Toutes les coupes doivent être effectuées à l’état humide, avec un flux important de liquide de refroidissement dirigé vers la coupe. La coupe humide produit un fini de surface plus lisse qu’une coupe sèche. L’utilisation de liquide de refroidissement permet également d’éviter les dommages de surface causés par la surchauffe et les contraintes mécaniques. Il est important de réduire les dommages lors du sectionnement. Les dommages mécaniques, tels que les fractures, peuvent pénétrer profondément dans la structure et rallonger les étapes de préparation ultérieures. Il existe deux principaux types d’outils de coupe : Les outils abrasifs et les outils de précision.
Le sectionnement agressif peut causer des dommages mécaniques et thermiques et doit être évité. C’est pourquoi le sectionnement abrasif n’est généralement pas recommandé. Le sectionnement de précision permet d’obtenir une excellente qualité de surface de coupe et peut être utilisé pour sectionner à proximité de la zone cible. Le clivage est une autre option pour le sectionnement des plaquettes de silicium.
Conseils pour la coupe de précision
Les fraises de précision sont utilisées dans la préparation métallographique des composants électroniques lorsqu’il s’agit de découper des échantillons de petite taille ou délicats. Les lames de précision ne s’abîment pas en cours d’utilisation. Sur le bord extérieur de la lame, il y a une section où l’abrasif a été lié à un alliage métallique et, si l’on en prend soin, une lame de gaufrage peut durer plus longtemps qu’une boîte de lames abrasives. Les lames de gaufrage peuvent être utilisées avec le cuivre pour des coupes plus difficiles, notamment pour réaliser une coupe précise à proximité d’une caractéristique intéressante, ou lorsqu’il est essentiel de réduire la largeur d’une coupe (perte de kerf).
L’utilisation d’une lame de précision présente d’autres avantages : une charge plus faible est appliquée et, par conséquent, moins de chaleur est générée, ce qui réduit l’ampleur des dommages.
Les lames abrasives sont également conçues pour les fraises de précision. Elles peuvent être utilisées dans les cas où le risque de briser une lame est élevé, par exemple lorsqu’une pièce est difficile à serrer, qu’elle risque de se déplacer pendant la coupe ou que le processus est très variable (par exemple, plusieurs opérateurs).
| Lames de précision recommandées pour les composants électroniques | ||||
|---|---|---|---|---|
| Matériau | 127 mm (5 po) | 178 mm (7 po) | 203 mm (8 po) | Bâton de pansement |
| Silicium | 11-4255 0,4 mm (0,015 po) | 11-4277 0,6 mm (0,024 po) | 11-4279 1,1 mm (0,045 po) |
11-1190
11-2490 |
| Autres composants électroniques | 11-4255 0,4 mm (0,015 po) | 11-4247 0,6 mm (0,024 po) | 11-4248 0,9 mm (0,035 po) |
11-1190
11-2490 |
Conseils pour l'enrobage des composants électroniques
L’enrobage des échantillons métallographiques permet d’automatiser et de faciliter la manipulation lors des étapes suivantes de la préparation et de l’examen métallographiques. Les échantillons de forme complexe peuvent être enrobés pour créer des formes uniformes, ce qui permet d’automatiser le processus de préparation des échantillons.
L’enrobage des échantillons permet également de protéger et de préserver les arêtes ou les défauts de surface lors de la préparation métallographique. La méthode d’enrobage ne doit en aucun cas modifier la microstructure de l’échantillon. La pression et la chaleur sont les sources les plus courantes d’effets néfastes. Des températures d’environ 350oF et des pressions d’environ 4000 PSI sont courantes pour l’enrobage par compression à chaud.
La géométrie et les propriétés de l’échantillon peuvent déterminer la méthode appropriée pour l’enrobage des composants électroniques. Il est recommandé d’utiliser un système époxy de bonne qualité et à faible viscosité tel que EpoxiCure® ou Epo-Thin®.
Une sélection minutieuse permet de s’assurer que le support répond aux besoins d’enrobage en termes de temps, de viscosité, de température et de rétrécissement. Les systèmes acryliques peuvent augmenter le rendement grâce à des temps de durcissement rapides compris entre 5 et 30 minutes. Cependant, les systèmes acryliques ne sont pas recommandés en raison de leurs faibles niveaux d’adhésion et d’infiltration des échantillons. Les systèmes époxy sont les supports d’enrobage recommandés pour les composants électroniques. Avec des viscosités plus faibles et des temps de travail plus longs, les époxy mixtes peuvent être utilisés avec un système à vide pour améliorer les niveaux de pénétration dans les géométries complexes.
Ces petites caractéristiques et ces géométries complexes peuvent rendre l’infiltration difficile. Une infiltration incomplète peut entraîner la formation de pores qui peuvent compliquer l’analyse et entraîner des erreurs de mesure. Lorsqu’on travaille avec EpoxiCure ou EpoThin, le fait de chauffer la résine à 40oC dans un four avant de la mélanger peut abaisser la viscosité et augmenter l’infiltration. Couler sous un vide de 22-24 inHg et soumettre les échantillons à plusieurs cycles sous vide dans des intervalles de temps courts, environ 60 secondes, peut également favoriser l’infiltration des systèmes époxy. Ce cycle peut être automatisé à l’aide du système de vide SimpliVac.
Conseils pour le prépolissage et le polissage des composants électroniques pour toutes les méthodes
Lorsque les composants électroniques contiennent des métaux non ferreux et des polymères, l’étape finale de polissage doit être une étape MasterPrep®. L’alumine est également préférable lorsqu’il s’agit de matériaux non réactifs comme le nickel et l’or.
Si le silicium est analysé, tout meulage doit commencer avec une taille d’abrasif ne dépassant pas 600 grains. En raison de sa nature dure et cassante, l’utilisation d’un abrasif d’une granulométrie supérieure à 600 peut entraîner des dommages importants dus à l’impact. La suspension de silice colloïdale, comme MasterMet®, est mieux adaptée aux matériaux en silicium et doit être utilisée pour l’étape finale de la procédure de polissage.
La silice colloïdale convient également mieux à d’autres matériaux tels que le verre, les oxydes, l’aluminium et le cuivre. Si l’analyse de l’interface est le but recherché, le diamant fin utilisé pour les étapes finales du polissage peut apporter de la clarté sur les oxydes.
Lorsque la soudure au plomb eutectique ou proche de l’eutectique est intéressante, la méthode générale ci-dessous peut être utilisée avec une légère modification. Au lieu d’une suspension diamantée, il convient d’utiliser une pâte afin de réduire les risques d’incrustation d’abrasifs.
L’utilisation du système de distribution Burst de Buehler permet de conserver les diamants et d’améliorer la cohérence.
Le taux idéal pour le système de distribution Burst varie en fonction de la taille du plateau et du drap de polissage utilisé. En règle générale, pour un plateau de 8 pouces, un réglage de 3 est un bon point de départ. Pour les plateaux de 10″ et 12″, réglez le système de distribution en rafale sur 4 et ajustez selon les besoins. Il peut être nécessaire d’expérimenter pour déterminer les réglages optimaux afin d’assurer une abrasion et un mouillage suffisants du tissu. Les distributeurs en rafale sont également capables de distribuer des prolongateurs en même temps que le diamant, si vous le souhaitez.
Les charges indiquées dans les méthodes de prépolissage et de polissage sont des recommandations pour un échantillon monté de 1,25″. Si l’on utilise la force centrale pendant la préparation, la force indiquée doit être multipliée par le nombre d’échantillons à polir. Pour des échantillons de tailles différentes, utilisez notre calculateur de conversion de charge pour déterminer la charge correcte pour votre application.
| Méthode pour les composants électroniques généraux | ||||
|---|---|---|---|---|
| Surface | Charges [N] | Vitesse de base [tr/min] | Rotation relative | Temps |
| CarbiMet® 320 grit | 3 [13] | 150 rpm |
|
Hit edge of target |
| TextMet® P avec 9um MetaDi® Supreme Diamond | 5 [22] | 150 rpm |
|
5:00 |
| VerduTex avec 3um MetaDi Supreme Diamond | 5 [22] | 150 rpm |
|
3:00 |
| VerduTex avec 1um MetaDi Supreme Diamond | 5 [22] | 150 rpm |
|
3:00 |
| ChemoMet® avec 0,05um MasterPrep® Alumina | 3 [13] | 150 rpm |
|
1:30 |
 = Plateau  = Porte-échantillon *Plus MetaDi Fluid Extender selon les besoins
|
||||
| Méthode de préparation du silicium dans les dispositifs microélectroniques | ||||
|---|---|---|---|---|
| Surface | Charges [N] | Vitesse de base [tr/min] | Rotation relative | Temps |
| CarbiMet® 600 grit | 3 [13] | 100 rpm |
|
Until Plane |
| VerduTex avec 6um MetaDi Supreme Diamond | 5 [22] | 100 rpm |
|
3:00 |
| VerduTex avec 3um MetaDi Supreme Diamond | 5 [22] | 100 rpm |
|
3:00 |
| VerduTex avec 1um MetaDi Supreme Diamond | 5 [22] | 100 rpm |
|
3:00 |
| ChemoMet® avec 0,06um MasterMet® Colloidal Silica | 2 [9] | 100 rpm |
|
2:00 |
|
= Plateau = Porte-échantillon *Plus MetaDi Fluid Extender selon les besoins
|
||||
Conseils pour la gravure des composants électroniques
Conseils pour l'imagerie des composants électroniques
Les composants électroniques peuvent être analysés pour mesurer une variété de choses en fonction de la composition et de l’application. Les objectifs courants de l’analyse sont les mesures de caractéristiques ou de défauts tels que les vides, les fissures, les retours de gravure et les contaminants. Les mesures dimensionnelles peuvent être prises et sauvegardées à l’aide de notre logiciel OmniMet® Basic. Pour d’autres besoins d’analyse et d’exportation, des versions plus avancées du logiciel OmniMet peuvent être nécessaires.
Conseils pour les essais de dureté des composants électroniques
| Matériaux de référence pour les essais de dureté | ||
|---|---|---|
| ASTM | ISO | |
| Brinell | E10 | 6506 |
| Rockwell | E18 | 6508 |
| Vickers | E92,E384 | 6507 |
| Knoop | E384 | 4545 |
| Instrumenté | E2546 | 14577 |
| Conversions | E140 | 18265 |
| ASM Handbook Volume 8 : Mechanical Testing and Evaluation (Manuel de l'ASM, volume 8 : essais mécaniques et évaluation) | Section sur les essais de dureté | |
Lorsque la méthode d’essai de dureté est déterminée, l’application est évaluée pour trouver la balance qui répond à tous les besoins et à toutes les normes. Chez Buehler, notre équipement permet de réaliser des essais de dureté à l’aide de quatre échelles : Brinell, Rockwell, Vickers et Knoop. En fonction des informations requises et des normes à respecter, l’échelle requise peut changer. Le tableau ci-contre répertorie plusieurs matériaux de référence utiles pour les méthodes d’essai. Dans le cas des composants électroniques de plus petite taille, les essais Vickers et Knoop sont courants.
L’état de surface de l’échantillon : la planéité et les rayures peuvent entraver la mesure automatique des empreintes par le logiciel. Pour réduire les irrégularités de l’état de surface, il faut s’assurer que les échantillons sont bien plats avant de commencer le processus de polissage.
Il peut être difficile de tester les composants électroniques en raison des différences de réflectance entre les constituants. Un bon contraste est important lors de la mesure des empreintes. Il peut être nécessaire de régler l’éclairage pour chaque composant. Certains logiciels d’essai de dureté, tels que DiaMet Full-automatic, disposent de paramètres permettant d’automatiser l’éclairage et la mise au point pour chaque empreinte réalisée.
Les pointes des empreintes peuvent être cachées ou dissimulées dans les pores et les fissures. Les constituants céramiques sont particulièrement sensibles à ce phénomène. Une façon d’atténuer ces effets lors de l’indentation est d’utiliser une charge plus légère. Les charges plus légères réduisent non seulement les risques de fissuration, mais permettent également de cibler de plus petites zones de matériau. Configurez l’équipement avec un objectif 100x lorsque vous mesurez des empreintes de 20 microns ou moins. L’air emprisonné dans la résine utilisée pour l’enrobage peut former des pores. Les pores doivent être évités lors des essais.
Les niveaux d’automatisation et de documentation sont basés sur l’échelle utilisée. Si l’automatisation est nécessaire, les différents niveaux de DiaMet disponibles avec un testeur doivent être discutés. L’automatisation des processus d’essai peut contribuer à augmenter le rendement des systèmes d’analyse et la répétabilité.
Produits apparentés
Toutes les solutions par matériau
Choisissez un matériau pour voir les ressources de Buehler
Solutions Complètes pour laboratoires Métallographiques
Voir tous les Produits dans le catalogue Produits Buehler
Sélectionnez une Méthode par Matériau
Rechercher dans les Fiches de Données de Sécurité de Buehler
Parcourir et rechercher la documentation sur les produits Buehler
