铜锡焊接 IMC 金属间化合物金相制样流程 (利用镜检法观察 IMC 层)

铜锡焊接 IMC 金属间化合物金相制样流程(利用镜检法观察 IMC 层)

一、前期准备

在现代电子设备中，印刷电路板（PCB）起着连接和支持电子器件的关键作用，是整个电子系统稳定运行的基础。其由绝缘材料层和导电层组成，绝缘层防止电流干扰，导电层负责信号传输与电力供应。

金属化互连涂层（IMC）在 PCB 中占据重要地位，承担电气连接和信号传输的核心功能。IMC 主要由铜、黄铜、镍、锡、锡铅合金等具有良好导电性和可焊性的金属材料组成。其在 PCB 上的形成可通过化学沉积、物理气相沉积、真空蒸镀等工艺，不同工艺各有优劣，需根据生产需求和成本考量选择。IMC 层厚度通常在几微米到几十微米之间，具体厚度因应用需求和生产技术而异。

IMC 是 PCB 关键部分，由多种金属材料构成。镜检法可微观分析其结构，检测缺陷，还能精准测量厚度，助力保障电子设备性能。

准备利用镜检法观察 IMC 层时，需准备好一系列专业设备，包括精密切割机 CGM60、自动镶嵌机 ZXQ - 1B、冷镶嵌环氧树脂CM3、自动磨抛机 YMPZ - 2、金相显微镜 MCK-40MC、高清相机 CKC2000 以及台式电脑。

仪器配置清单：

二、样品制备

1.试样切割：使用精密切割机 CGM60 对 PCB 进行精确切割。将 PCB 固定在工作台上，设定好切割尺寸和形状参数，启动设备，以高精度切割出合适样品，避免损伤 IMC 层。

2.试样镶嵌：把切割好的样品放入自动金相试样镶嵌机 ZXQ - 1B 的模具中，倒入镶嵌材料（如热固性树脂或热塑性塑料），设置好温度、压力和时间参数，启动设备使材料固化，牢固固定样品，保证后续磨抛时样品的稳定性。

3.试样磨抛：将镶嵌好的样品安装在自动金相试样磨抛机 YMPZ - 2 工作台上，先用粗粒度砂纸（如 240 目）粗磨，去除大部分余量和明显划痕，过程中添加冷却液防止样品过热。粗磨后依次用更细粒度砂纸（800 目、1200 目、2000 目等）细磨，每次更换砂纸都要清洗样品和工作台。最后用抛光剂和抛光布抛光，使样品表面达到适合金相显微镜观察的平整度，展现 IMC 层真实微观结构。

三、显微镜观察

把磨抛好的样品放在金相显微镜MCK-40MC载物台上，用样品夹固定。打开光源并调节亮度，先从低倍物镜（5 倍或 10 倍）观察，调节焦距使图像清晰，初步了解样品整体结构和 IMC 层大致情况。再根据需要切换到高倍物镜（50 倍、100 倍等），进一步调节焦距和微调旋钮，仔细观察 IMC 层微观结构，如晶粒大小、组织结构、是否存在缺陷等。

四、图像采集与分析

将高清相机 CKC2000 安装在金相显微镜相机接口上并确保连接稳定。根据显微镜观察到的清晰的图像，调整相机曝光时间、感光度、白平衡等参数，对 IMC 层不同区域和特征进行多角度拍摄，记录好每张照片的放大倍数、观察区域等信息。

把拍摄的图像传输到台式电脑，用专业图像分析软件进行处理。导入图像后校准并设置比例尺，利用测量工具测量 IMC 层的厚度、晶粒尺寸、缺陷尺寸等参数，多次测量取平均值并进行数据统计分析，最后整理测量结果和分析数据，形成详细的观察报告，为后续研究和应用提供依据。