一、介绍
切片分析，也常被称为截面分析或微切片分析，是通过物理方法制备样品横截面，以暴露其内部结构进行观察和分析的检测技术。
虽然这是一种破坏性测试，样品无法恢复原状，但它对于揭示隐藏的内部微观世界至关重要。很多内部缺陷、多层结构、连接界面等真实情况，只有通过切片才能直观展现。
二、目的与意义
切片分析的目的明确且意义重大。它能帮助验证内部结构是否符合预期，如检查多层板结构或元器件内部构造。
它也是识别内部缺陷的有效手段，可以清晰观察到气孔、裂纹、夹杂、分层等问题。
在失效分析中，切片常是关键一步，通过观察失效区域截面特征寻找问题根源。它还用于验证制造工艺，如检查镀层厚度或焊点质量。
此外，切片可用于精确测量内部尺寸。
三、应用领域
切片分析应用广泛，涉及众多需要了解内部状况的领域。
在电子制造中，是检查PCB和PCBA质量的核心手段，用于评估过孔、焊点内部结构、多层板层压情况等。元器件封装分析也常用到。
在材料科学里，用于观察金属组织、高分子填料分散、复合材料结构等。
对于涂层与表面处理，切片可清晰展示涂层厚度、层数和界面。
焊接与连接领域也用切片评估焊缝熔深和内部缺陷。
四、切片分析技术在质量把控方面的应用
切片分析在确保产品质量方面扮演着关键角色，针对不同对象有具体的质量把控应用。
1. 金属及非金属材料切片分析 对于金属材料，切片（金相分析）是评价热处理效果、焊接质量和铸锻件内部健康状况的重要质控手段。通过观察截面，可以检验材料的显微组织是否均匀、晶粒度是否符合标准、是否存在有害相或偏析。还能发现内部的气孔、缩松、夹杂物、裂纹等缺陷，判断其严重程度。对于非金属材料如塑料、陶瓷，切片则用于检查内部填料分布的均匀性、有无孔洞或裂纹、以及多层材料的结合情况，确保材料性能达标。
2. 电子元器件切片分析 电子元器件的可靠性与其内部结构密切相关。切片分析是验证其制造质量的关键环节。通过制备元器件截面，可以检查芯片贴装（Die Attach）是否存在空洞或不良润湿，引线键合（Wire Bonding）的焊点形态和连接可靠性，以及塑料封装内部有无分层、裂纹或气泡。还能确认内部电路结构、保护层覆盖情况是否符合设计要求，对于预防早期失效、提升元器件整体质量至关重要。
3. 印制线路板/组装板切片分析 在PCB和PCBA制造中，切片分析是公认的权威质控方法。对于PCB，它可以检查多层板的层压质量、各层线路的对准精度、钻孔质量以及化学镀铜和电镀铜层的厚度、均匀性和覆盖完整性，特别是对导通孔（Via）的填孔质量和孔壁铜层进行细致评估。对于PCBA，切片则聚焦于焊点的内部质量，如BGA、QFN等封装的焊点形态、内部空洞大小与分布、焊料与焊盘界面的金属间化合物（IMC）层厚度与连续性，以及是否存在裂纹等，这些都是判断焊接工艺稳定性和焊点长期可靠性的核心指标。
五、主要步骤
高质量切片的制备涉及精细步骤：
- 取样： 精确截取含目标区域的样品块。
- 镶嵌： 用树脂包埋样品，保护边缘，便于操作。
- 研磨： 使用砂纸逐级磨平截面。
- 抛光： 用抛光剂获得光滑无痕的镜面。
- 腐蚀 (可选): 用化学试剂显现微观组织特征。
- 清洗干燥： 去除残留物，准备观察。
六、观察与分析技术
制备好的切片需借助显微技术观察。
光学显微镜 (OM) 是首选工具，可看整体视图、颜色、宏观缺陷及腐蚀后的组织。
需要更高分辨率时，则用扫描电子显微镜 (SEM)。它能看亚微米细节，景深大。更重要的是，SEM常配有能谱仪 (EDS)，可在观察同时分析截面上特定点的元素成分，对判断夹杂物、污染物等很有用。
七、典型应用实例
切片分析的具体实例很多。如PCB检测中，检查导通孔铜层是否均匀达标。
对于BGA焊点，切片可看焊球形状、连接情况、内部空洞及IMC层形态。
涂层分析方面，切片可测多层涂层的各层厚度及均匀性。
金属材料切片（金相）可揭示热处理后的组织变化。焊接件切片可展示焊缝熔深和内部缺陷。
