关于微电子
从材料学的角度来看，微电子学可以分为三种类型的样品:
- 硅晶片
- 集成电路(IC)及其组件
- 印刷电路板(pcb)
1.微型维度需要专门的设备和配件，适合处理小样品。在切割和磨削等材料工艺中，对精度的要求对于微米范围内尺寸定义的样品也更为明显。
硅晶片
半导体硅的性能与材料的微观结构和化学成分密切相关。
圆柱形硅锭的薄片在材料上被制备，通常用红外显微镜和红外光谱分析。
晶圆制造包括许多重复的过程，以在晶圆衬底表面生产完整的集成电子电路，然后将其切割成单个晶圆片。
在精确的材料抛光后，对未封装形式的晶圆的微小平行或横截面进行检查。集成电路中的细节是在光学显微镜或电子显微镜下研究的，这取决于分析的规模和类型。
硅晶片
半导体硅的性能与材料的微观结构和化学成分密切相关。
圆柱形硅锭的薄片在材料上被制备，通常用红外显微镜和红外光谱分析。
晶圆制造包括许多重复的过程，以在晶圆衬底表面生产完整的集成电子电路，然后将其切割成单个晶圆片。在精确的材料抛光后，对未封装形式的晶圆的微小平行或横截面进行检查。集成电路中的细节是在光学显微镜或电子显微镜下研究的，这取决于分析的规模和类型。
集成电路(ic)及其组件
从单个晶圆骰子作为基材，进行封装。
包装方法包括不同的互连和涂层技术，都旨在达到极致的紧凑性。这些微小且高度复杂的部件的材料截面用于开发、设计、生产抽查和故障分析。检查的目的是检查裂纹、空隙、焊料球、导电层和隔离层、连接等。包装内部的特定区域通常是检查的主题，因此材料学应用包括识别和揭示这个目标。
离散元件，如电容器，电阻等，也受到材料的检查，以分析几何和微观结构的缺陷。
印刷电路板
印刷电路板(pcb)由环氧树脂/玻璃纤维或陶瓷基板、镀铜金属层和镀孔组成，也称为“通孔”。
进行电路板材料的样品制备，以帮助定位携带电子组件的基板材料中的缺陷。根据领先的行业标准，pcb镀通孔的质量必须从材料上进行检查。为此目的，制作并制备了测试券，以便用显微镜检查镀通孔的中心。
此外，主要在截面上研究了连接、涂层相干性和厚度。精确的材料工艺也用于pcb，因为非常具体的领域通常定义了检查的目的。
如何进行微电子器件的物化制备，受控材料去除(CMR)和靶材制备
微电子学材料学主要在三个方面面临挑战:
2.复合材料组合物在微电子学中很常见，其中软金属、陶瓷和复合材料通常紧密地组合在一起。这使得制备方法和参数的选择妥协，精心选择以满足特定的要求。
3.控制和准确的准备当小目标是检查的对象时，是需要的。具有高机械精度、光学测量单元和机械停止的解决方案是更基本的研磨和观察技术的现代自动化或优化解决方案。
切割和取样
根据需要调查的样品类型，切割可以在各种精密切割机上进行。
- 一个移动电话，或一个装有组件的板，可以很容易地横截面上手动或自动中型机器。
- 对于对精度要求较高的单个、小型或易碎部件，建议采用精密切断机。
建议使用电镀金刚石砂轮切割塑料或树脂结合金刚石砂轮。
在任何情况下，切口都应该放置在离实际观察区域足够远的地方，以避免可能的直接损伤。剩下的材料可以在切片后小心地磨掉。这一初始步骤执行得越仔细，在陶瓷、芯片和玻璃中引入裂纹或引起分层或焊点的可能性就越小。
PCB板片的提取，采用专用的采样设备。自动化和光学测量技术可以高精度地钻削和定位。对于敏感或小的样品，建议在切割前对样品进行浸渍。
越来越多的
由于其复合材料和脆弱的性质，微电子元件不适合热压缩安装，因此总是冷安装。
建议采用低温固化的冷安装树脂，以避免热对焊料和聚合物的影响。对于小的或脆的样品，如硅片，低收缩率树脂是首选，以减少裂缝的风险。
安装方法取决于所使用的分析方法。
- 对于常规安装，使用光学显微镜和透明环氧树脂。
- 如果需要填充空隙和孔洞，建议采用真空浸渍。将荧光染料与环氧树脂混合，可在光学显微镜中提供极好的空隙和裂缝对比。
- 对于非常小的过孔，建议使用低粘度的透明树脂，易于流入孔中。
例如，对于专用系统，组件可以直接安装在用于检查或靶材制备的特殊样品支架中。
研磨和抛光
对于微电子的手动和半自动研磨和抛光，可以使用常规设备。校准样品和控制材料去除由特殊的样品夹确保，作为手动研磨和观察方法的更准确的替代方案。
- 对于自动控制的表面制备，安装和未安装的样品的横截面和平行截面可以在专用设备中研磨和抛光到可见和隐藏的目标。
- 激光测量可以保证±5.0 μ m的精度，并在制备过程中自动重新计算去除率。
- 对于有可见目标的样品，校准和测量可以基于视频，对于有隐藏目标的样品，校准和测量可以基于x射线。
薄而脆的硅晶圆的平行和横截面，铅或锡的焊料球阵列，在脆性陶瓷或延展性聚合物衬底上镀铜通孔的pcb，以及在几百微米内与硅、陶瓷、金、铜、铝和锡的ic横截面，都是在选择研磨和抛光方法时需要考虑的材料组合示例。
对去除率、平整度、浮雕度、边缘保留和涂抹的要求通常决定了研磨和抛光表面和悬浮液的选择。在电子元件的e-Metalog中发现了大约25种专用方法，涵盖了广泛的材料组合和制备要求。
