三分钟了解金相制样及问题解析

　　金相分析是研究材料内部组织结构的重要方法，一般用来进行失效分析（FA）、质量控制（QC）、研发（RD）等。而金相试样制备的目的是获得材料内部真实的组织结构，需要通过不同的金相试样制备方法去完成。
　　一般来说，金相试样制备的方法有：机械法（传统意义上的机械制备--磨抛）、电解法（电解抛光和浸蚀）、化学法（化学浸蚀）、化学机械法（化学作用和机械作用同时去除材料）。
　　金相试样制备的结果需要满足以下要求：1、试样必须具有代表性；2、所有结构元素必须保留；3、试样表面必须无划痕也无变形；4、试样表面不应有外来物质；5、试样表面必须平整且呈镜面。
　　对于金相试样来说，传统的机械制备是主要手段。金相试样机械制备步骤一般分为：切割（cutting）、镶嵌（mounting）、研磨（grinding）、抛光（polishing）、蚀刻（etching）、显微镜观察（observation）。至于每一个步骤的制样理论不赘述，以下主要列出常见的制样难点问题及解决方案，以供参考。
　　一、切割：
　　金相取样一般会选择湿式砂轮片切割法（金相切割机），取样位置根据金相检测目的来决定（是常规金相检测取样还是失效分析取样，是纵向还是横向取样），金相取样的一般原则是在取样过程中不能导致试样过热，否则会产生严重的热变形，对后续制样带来不便。切割过程中常见的一些问题有：1、切割过程中砂轮片崩裂；2、切割下来的试样有毛边；3、切割的工件表面有烧伤；4、切割面不平整；5、切割轮损耗较大；6、切割涂层类样品时涂层易脱层
　　二、镶嵌：
　　为了便于机械磨抛，将金相试样镶嵌成标准尺寸大小。往往会根据不同的应用要求（比如镶嵌料是否需要具有导电性、试样边缘是否需要边缘保护、试样是否需要批量镶嵌、镶嵌树脂是否需要很好地填充到试样内部孔隙中等等）来选择不同的镶嵌方案：是选择冷镶还是热镶？是选择冷镶或热镶树脂中的哪一种？镶嵌过程中常见的一些问题有：1、冷镶嵌块有大量气泡；2、试样与树脂交界处有缝隙；3、镶嵌块表面有放射状裂纹；4、镶嵌树脂黏模。
　　三、磨抛：
　　为了获得真实的材料内部组织，需要通过逐道次机械研磨和抛光来实现。磨抛难点在于，会存在许多制备赝像，而这些赝像会干扰我们对真实组织的判断。磨抛过程中常见的一些问题有：1、划痕；2、涂覆；3、变形；4、边缘磨圆；5、浮雕；6、脱落；7、磨料嵌入；8、曳尾；9、开裂；10、虚假孔隙率。
　　四、蚀刻：
　　蚀刻提高了试样抛光表面的对比度，展示出材料的微观或宏观结构（金相图），比如晶界或者相的轮廓形貌，这将有助于我们进行金相分析。蚀刻要点有：1、蚀刻之前试样表面需要达到一个尽量无变形或无划痕的光滑表面；2、如果是电解制样，可以先进行电解抛光紧接着进行电解蚀刻。3、选择适合当前材料的化学蚀刻液或者电解蚀刻液。
　　芯片开封实验室介绍，能够依据国际、国内和行业标准实施检测工作，开展从底层芯片到实际产品，从物理到逻辑全面的检测工作，提供芯片预处理、侧信道攻击、光攻击、侵入式攻击、环境、电压毛刺攻击、电磁注入、放射线注入、物理安全、逻辑安全、功能、兼容性和多点激光注入等安全检测服务，同时可开展模拟重现智能产品失效的现象，找出失效原因的失效分析检测服务，主要包括点针工作站（Probe Station）、反应离子刻蚀（RIE）、微漏电侦测系统（EMMI）、X-Ray检测，缺陷切割观察系统（FIB系统）等检测试验。实现对智能产品质量的评估及分析，为智能装备产品的芯片、嵌入式软件以及应用提供质量保证。