Analisi in sezione dei componenti elettronici
L'analisi in sezione dei componenti elettronici viene utilizzata per analizzare le microstruttura interna di componenti dei sistemi elettronici quali schede a circuito stampato (PCB), gruppi (PCBA) e circuiti integrati (IC). Questi componenti sono spesso realizzati con materiali opachi e non trasparenti. Per eseguire l'analisi in sezione, si taglia una sezione trasversale del componente e la si analizzata utilizzando la microscopia ottica, la microscopia elettronica e la spettroscopia per rivelare la struttura e la composizione di grani, fasi, strati, interfacce, crepe, vuoti, difetti, ecc. L'analisi in sezione è utile per il controllo di qualità (QC), l'analisi dei guasti (FA) e la ricerca e sviluppo (R&S) di PCB, PCBA, circuiti integrati e altri componenti elettronici.
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In cosa consiste il sezionamento trasversale nella produzione?
Quando si esegue il sezionamento trasversale di materiali quali leghe metalliche, ceramiche, schede a circuito stampato (PCB), gruppi (PCBA) e circuiti integrati (IC), per esporre la massa viene tagliata una fetta per tutta l’ampiezza del materiale, con un orientamento specifico. In questo modo è possibile osservare la microstruttura interna. Per i circuiti stampati e i circuiti integrati, il sezionamento trasversale è utile per il controllo di qualità e l'analisi dei guasti.
In cosa consiste il sezionamento trasversale di un materiale o di un prodotto?
Una sezione trasversale è una fetta di un materiale o di un prodotto, ad esempio un metallo, una ceramica, un polimero, un materiale composito, un minerale, un circuito stampato o un circuito integrato, che consente di esaminarne la sua struttura interna. Un campione del materiale o del prodotto viene tagliato lungo un asse specifico di orientamento, rettificato e quindi lucidato per creare una superficie liscia e piatta. L'analisi viene spesso eseguita con la microscopia ottica, la microscopia elettronica o la spettroscopia.
Qual è lo scopo del sezionamento trasversale?
Il sezionamento trasversale è molto utile per il controllo di qualità e l'analisi dei guasti. Viene utilizzato per valutare l'integrità strutturale dei componenti elettronici, come schede a circuito stampato (PCB), gruppi (PCBA), circuiti integrati (IC), materiali e strati dei substrati, interconnessioni, collegamenti di fili, giunti di saldatura e materiali di incapsulamento. L'analisi delle sezioni trasversali aiuta a identificare i difetti che possono causare il guasto dei componenti.
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Preparazione della sezione trasversale PCB/PCBA
La preparazione di una sezione trasversale PCB/PCBA prevede più fasi:
- Tagliare una sezione di una scheda a circuiti stampati (PCB) o del gruppo (PCBA) da un'area selezionata.
- Pulizia, montaggio, molatura, lucidatura, fresatura ionica e talvolta incisione della sezione trasversale per rivelare la microstruttura interna e i diversi strati del PCB/PCBA.
Il risultato è una superficie liscia e piatta che può essere analizzata facilmente mediante la microscopia ottica (OM) o quella elettronica (EM). L'analisi eseguita mediante OM o EM consente di valutare la microstruttura e i vari strati.
Preparazione della sezione trasversale IC
La preparazione della sezione trasversale di un circuito integrato (IC) richiede di:
- Selezionare e tagliare un'area specifica da analizzare
- Rimuovere i materiali di incapsulamento
- Immergere il campione IC in resina epossidica
- Tagliare una fetta sottile con taglio o fresatura a fascio ionico per rivelare la struttura interna del circuito integrato
- Eseguire la molatura e la lucidatura per ottenere una superficie liscia
- Per rivelare strutture IC specifiche è possibile utilizzare l’incisione selettiva
- Visualizzare e analizzare la sezione trasversale IC mediante la microscopia ottica, la microscopia elettronica e la spettroscopia, utilizzando ad esempio un microscopio composto con LIBS o il SEM con EDS, per rivelare i dettagli e la microstruttura interna.
