中古断面観察装置の在庫・価格

断面観察装置は、材料や部品を切断・研磨・加工して内部の断面を出し、層の構造や組織、欠陥を観察・評価するための装置群である。表面からは見えない膜厚、接合界面、ボイドやクラック、めっきの付き回りなどを直接確かめられるのが特徴で、品質保証や故障解析の基本的な評価手段になっている。範囲は広く、切断・樹脂埋め・研磨を行う機械式の試料作製系に光学顕微鏡やカメラを組み合わせた卓上型から、イオンビームで断面を仕上げて走査電子顕微鏡(SEM)観察に回す前処理装置まで含まれる。
機械式では、試料を精密切断機で切り出し、必要に応じて樹脂に埋め込んだ後、粒度を段階的に細かくした研磨紙や砥粒で鏡面に仕上げて観察する。短時間で広い断面が得られ、光学顕微鏡レベルの観察には十分なことが多い。一方、研磨時の機械的な力により、軟らかい材料のだれ、硬い物質と軟らかい物質が混ざった複合材での段差、脆い層の欠け、砥粒の埋め込みなどが起きやすく、数千倍以上の高倍率観察では加工で生じた損傷が問題になる。
これに対応するのがイオンミリング方式である。アルゴンガスを電離してイオンを発生させ、数kVで加速して試料に照射すると、入射イオンが試料原子と衝突を繰り返し、原子を外へはじき出すスパッタリング現象で試料が削られる。試料の真上にスパッタされにくい材質の遮蔽板を置き、そこから突き出した部分だけを加工することで、遮蔽板の端面に沿った断面が出る。加速電圧は2〜8kV程度、加工速度は毎時数百µm程度が典型的な範囲で、ビームが絞られていない(ブロードビーム)ため、500µmから1mmを超える幅で凹凸の少ない断面が得られる。硬さの異なる物質が混ざっていると加工レートの差でイオン入射方向に沿った筋状の凹凸が生じるため、試料と遮蔽板を±30°程度揺動させる機構や、試料を回転させて多方向から照射する方法が使われる。熱に弱い試料向けの冷却機構や、大気に触れさせずにSEMへ運ぶ機構を備えた構成もある。
実務上は、イオンミリング方式は試料寸法の制約が大きく、断面加工では幅・奥行10mm前後、厚さ2mm程度が上限の目安になる。そのため事前に切断と粗研磨(研磨紙#800以上程度)で加工面を整えておく必要がある。微小な局所を狙うならガリウムの集束イオンビーム(FIB)、ミリ単位の広い断面ならブロードイオンビームというように、観察範囲と位置精度で手法を選ぶ。速くて広い範囲を扱える機械式と、力をかけずに高品位な断面が得られるイオンミリングを使い分けるのが基本である。
用途は、電子部品や実装基板のはんだ接合部・スルーホール、半導体パッケージ、めっきや塗装など表面処理層の膜厚測定、電池電極やセラミックスの組織観察、紙・樹脂などの軟質材料、金属材料の結晶組織評価など多岐にわたる。加工後の断面は、SEMの反射電子像、EDSやEPMAによる元素マッピング、EBSDによる結晶方位解析にもそのまま使われることが多い。