[發明專利]一種錫基無鉛焊點透射樣品及其制備方法

在審

• 申請號: 202010062536.1
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111208153A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 譚士海
• 申請（專利權）人: 航天科工防御技術研究試驗中心
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01N23/20;G01N23/2005;G01N1/28;G01N1/32
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 張擁

本發明提供一種錫基無鉛焊點透射樣品及其制備方法，所述透射樣品包括豎向支撐部、透射區和橫向支撐部，所述透射區兩側分別設置有所述豎向支撐部，并且所述透射區底部設置有所述橫向支撐部，所述豎向支撐部分別固定在所述橫向支撐部上；本發明通過對透射樣品結構的具體限定，能夠通過豎向支撐部和橫向支撐部為透射區提供支撐和固定，進而能夠有效防止透射區在重力和電子作用下發生彎曲以及避免透射區形成過程中發生斷裂和貫穿，提高制備錫基無鉛透射樣品的成功率。

技術領域

本發明涉及電鏡樣品制備技術領域，尤其涉及一種錫基無鉛焊點透射樣品及其制備方法。

背景技術

隨著信息時代的發展，電子封裝技術不斷朝著輕型化、小型化和多功能化方向發展。對于整個電子電路而言，連接電路板和電子元器件的錫基無鉛焊點是影響電路穩定性的重要環節之一。錫基無鉛焊點在高電流密度、高溫度梯度、蠕變以及溫度循環引起的疲勞條件下，均使得錫基無鉛焊點因服役環境的苛刻而最終失效。因此在探尋和研究錫基無鉛焊點失效機理的過程中，采用透射電子顯微技術觀察原子排列和物相變化是解釋其失效的有效手段之一。

錫為第5周期第Ⅳ主族元素，其原子直徑比硅、鐵、銅等元素的直徑較大，在透射電子顯微鏡下，電子容易發生散射現象導致錫原子呈像模糊；因此，在制備錫基合金的透射樣品時，要求透射樣品的厚度要比硅、鐵、銅等樣品要薄以降低電子散射帶來的影響；但是，在常溫狀態下，錫金屬的晶體結構為體心四方結構，其晶格參數為且此時錫基金屬質地柔軟，有較好的延展性，因此在加工制備透射樣品的過程中，很容易受到重力或電子轟擊的作用而發生彎曲，甚至在去薄過程中發生斷裂或者貫穿，導致透射樣品的制備失敗。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種錫基無鉛焊點透射樣品及其制備方法，以解決現有技術中錫基無鉛焊點制備透射樣品過程中去薄區域易發生彎曲、以及斷裂和貫穿的問題。

基于上述目的，本發明第一方面提供了一種錫基無鉛焊點透射樣品，所述透射樣品包括豎向支撐部、透射區和橫向支撐部；

所述透射區兩側分別設置有所述豎向支撐部，并且所述透射區底部設置有所述橫向支撐部；

所述豎向支撐部分別固定在所述橫向支撐部上。

本發明通過對透射樣品結構的具體限定，能夠通過豎向支撐部和橫向支撐部為透射區提供支撐和固定，進而能夠有效防止透射區在重力和電子作用下發生彎曲以及避免透射區形成過程中發生斷裂和貫穿，提高制備錫基無鉛透射樣品的成功率。

可選地，所述豎向支撐部至少為2個；當所述豎向支撐部為2個時，所述豎向支撐部分別位于所述橫向支撐部兩端。

在本發明中，對錫基無鉛焊點的結構和材質不作嚴格限制，例如，所述錫基無鉛焊點的結構可以是對接焊點、搭接焊點和球柵陣列焊點中的任意一種。

進一步地，所述錫基無鉛焊點可以為本領域常規采用的錫基合金釬料；

具體地，所述錫基合金釬料可以選自SnAg系列、SnAgCu系列和SnAgBiIn系列釬料中的任意一種；更具體地，所述錫基合金釬料中錫含量不低于90wt％。

上述錫含量在90wt％以上的錫基合金釬料，具有優異的延展性，其厚度在150nm時易發生彎曲，因此，在透射樣品制備過程中難度較高；然而，通過制備成上述特定結構的透射樣品，能夠有效避免減薄過程中發生斷裂和貫穿的現象，顯著提高了制備錫含量在90wt％以上的錫基合金釬料透射樣品的成品率。

在本發明中，對透射區的厚度不作嚴格限制，例如可以采用透射電子顯微鏡觀察到原子即可；優選地，所述透射區厚度為60～70nm。

通過對透射區厚度的限定，能夠保障透射區不發生彎曲的條件下，最大限度的降低其厚度，更好的提高錫原子呈像的清晰度。