【材料失效分析线上研讨会】答疑汇总&直播回放
2022 年 12 月 13 日,由复纳科学仪器(上海)有限公司主办的【材料失效分析线上研讨会】如期举行。由资 深的电镜专家&离子研磨应用专家朱俊文为大家分享了各类材料的失效案例:
金属材料失效分析
高分子材料失效分析
无机非金属材料失效分析
复合材料失效分析
涂层 / 镀层失效分析
PCB / PCBA 失效分析
电子元器件失效分析
此次线上研讨会,吸引了各个材料相关领域研究人员的参加,为大家提供了一个材料失效分析的交流平台。同时大家也提出了一些问题进行探讨和交流,小编对于大家的疑问也进行了汇总,并邀请应用专家进行了答疑。
Q1
对于高分子膜片,如 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),如果希望研究其截面的微小缺陷(微米级),有什么好的办法能够保持其断面的完整性,避免样品处理对其实际结构的影响?
A1
PET 基本上是不太好处理,我们以前做过的 PET 大部分是有一些层与层之间要叠加在一起。想要解决这个问题Z重要的就是样品处理的方法,一般会比较建议用离子研磨仪来做样品处理,这样才有办法对于 PET 等高分子的多层复合材料去把它的截面及之间掺杂的状况看得清楚,同时也需要搭配一个性能比较优异的扫描电镜,这样才可以看得到类似的高分子的结构。
Q2
离子研磨仪是什么?
A2
离子研磨仪属于一款制样设备,可以想象成简易版的 FIB,利用离子枪给做样品表面的清洁或者切割,这样可以使得样品的横截面裸露出来,重 点不会有任何热、应力以及破环问题。切割尺寸接近于原子状态,所以研磨出来的效果可以控制在纳米的程度。
Q3
离子研磨表面怎么处理?
A3
离子研磨就是用离子束以很低的角度去轰击样品表面,类似我们在做木工时候,用刨刀去切割,使木材的木纹显露出来,而如果我们用锯子去锯木头的时候,就看不到更加细节的截面。离子束跟一般我们做传统的晶相研磨还是有很大的差异,离子研磨性价比高,但需要很专业的处理经验。
Q4
目前离子研磨的宽度范围有大于 1cm 吗?Z 大样品尺寸有多少?
A4
目前离子研磨能够处理的样品宽度可以做到厘米等级,Z 大的样品尺寸可以做到 5cm,样品宽度可以做到 1.5cm。如果是对样品进行切割,可以做到接近于厘米的等级,大概可以做到几个毫米的宽度。
Q5
离子研磨 (CP) 与聚焦离子束 (FIB) 分别重 点应用于哪些类材料的处理?
A5
总体而言,各有利弊。聚焦离子束有很多种类,一般而言 FIB 主要做精确的定位切割,对于技术要求很高,而且产品的价位也很高,目前大概都百万美金左右。而离子研磨就便宜很多,处理面积也比较大,唯 一的缺点就是无法做到纳米等级。如果定位要做到微米等级,那么一般还是建议使用离子研磨。离子研磨处理样品会比较快,可以制作截面、或表面抛光,应用的范围比较广泛,操作也比较简单,很容易做失效分析。而如果是 FIB 的话,在设备投资和人员培训上要求都很高。
Q6
为什么有时候在离子束(FIB)成像下能看到的细节,譬如脏污,在电子束(SEM)成像却看不到?
A6
离子束的成像跟电子束的成像完全不一样。因为一个是电子源一个是离子源,捕捉的信号也稍微不太一样。基本上离子束的颗粒是比较大的,通常解析度会比较差,结晶相的选择性也是非常非常高的。电子束成像的时候,解析度会很高,但是对于 ECCI 像会比较差。
Q7
有铝铜复合片,复合面铝铜电腐蚀类的 SEM 效果吗?
A7
我们之前做过异金属结合的,通常我们会去把它切开,直接看结合面的情况,通常都会出现扩散,比如铜会扩散到铝层,铝会扩散到铜层。那一般我们会看这个键合线,通常这个键合线的界面不是很清楚。
Q8
铝球周围一圈氧化物分布,Mapping 通常是一个小范围,怎样看一圈呢?
A8
想要看到一个圈,那么我们必须把样品切开。现在很多粉体的研究,喜欢做表面的改性研究。为了进一步研究改性的状态,此时我们需要用离子研磨去把它直接切开,去做横截面的观察,这样就可以很清楚的看到粉体表面所做的钝化层、氧化成或者一些其他的金属层的详细情况。
Q9
通过 SEM 观察薄膜的截面,对硅片样品要如何预处理?
A9
一般情况,这些硅片都会有些填料,想要破片没有那么容易,所以大部分也要利用离子研磨做直接的切割,这样Z快而且效果也Z 好。
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