pcb微切片制作及不良分析.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：微切片制作（一）一、概述电路板品质的好坏、问题的发生与解决、制程改进的评估在都需要微切片做为客观检查、研究与判断的根据(Microsectioning此字才是名词一般人常说的Microsection是动词当成名词并不正确)。微切片做的好不好真不真与研判的正确与否大有关系焉。一般生产线为监视(Monitoring)制程的变异或出货时之品质保证常需制作多量的切片。次等常规作品多半是在匆忙几经验不足情况下所赶出来的故顶多只能看到真相的七、八成而已。甚至更多缺乏正确指导与客观比较不足下连一半的实情都看不到。其等含糊不清的影像中到底能看出什么来？这样的切片又有什么意义？若只是为了应付公事当然不在话下。然而若确想改善品质彻底找出症结解决问题者则必须仔细做好切取、研磨、抛光及微蚀甚至摄影等功夫才会有清晰可看的微切片画面也才不致误导误判。二、分类电路板解剖式的破坏性微切法大体上可分为三类：1、微切片系指通孔区或其他板材区经截取切样灌满封胶后封垂直于板面方向所做的纵断面切片(VerticalSection)或对通孔做横断面之水平切片(Horizontalsection)都是一般常见的微切片。图1.左为200X之通孔直立纵断面切片右为100X通孔横断面水平切片。若以孔与环之对准度而言纵断面上只能看到一点但横断面却只可看到全貌的破环。2、微切孔是小心用钻石锯片将一排待件通孔自正中央直立剖成两半或用砂纸将一排通孔垂直纵向磨去一般将此等不封胶直接切到的半壁的通孔置于20X~40X的立体显微镜下(或称实体显微镜)在全视野下观察剩余半壁的整体情况。此时若另将通孔的背后板材也磨到很薄时则其半透明底材的半孔还可进行背光法(BackLight)检查其最初孔铜层的敷盖情形。图2.为求检验与改善行动之效率与迅速全盘了解起见最方便的方法就是强光之下以性能良好的立体显微镜(40X~60X)直接观察孔壁。这种“立体显微镜”看起来很简单价格却高达30~40万台币比起长相十分科技的断层高倍显微镜还贵上一倍。目前国内PCB业者几乎均未具备此种“慧眼”去看清板子。图3.用钻石刀片将孔腔剖锯开来两个半壁将立即摊在阳光下任何缺点都原貌呈现无所遁形。若欲进一步了解细部详情时可再去做技术性与学理性的微切片。切孔后直接用立体显微镜观察比微切片更有整体观念但摄影则需借助电子显微镜SEM才会有更亮丽的成绩。3、斜切片多层板填胶通孔对其直立方向进行45°或30°的斜剖斜磨然后以实体显微镜或高倍断层显微镜观察其斜切平面上各层导体线路的变异情形。如此可兼顾直切与横剖的双重特性。不过本发并不好做也不易摆设成水平位置进行显微观察。图4.此明视与暗视200X之斜切片是一片八层板中的L2/L3(即第二层讯号线与第三层接地层)此二层导体系出自一张0101/1的ThinCore。由于斜切的关系故GND层显得特别厚且左图中的黑化层也很明显。三、制作技巧除第二类微切孔法是用以观察半个孔壁的原始表面情况外其余第一及第三类皆需填胶抛光与微蚀才能看清各种真实品质此为微切片成效好坏的关键关系至为重要不可掉以轻心。以下为制作过程的重点：1、取样(Samplcculling)以特殊专用的钻石锯自板上任何位置取样或用剪床剪掉无用板材而得切样。注意后者不可太逼近孔边以防造成通孔受到拉扯变形。此时最好先将大样剪下来再用钻石锯片切出所要的真样以减少机械应力造成失真。2、封胶(ResinEncapsulation)封胶之目的是为夹紧检体减少变形系采用适宜的树脂类将通孔灌满及将板样封牢。把要观察的孔壁与板材予以夹紧固定使在削磨过程中其铜层不致被拖拉延伸而失真。图5.此为Buehler公司所售之低速钻石圆刀锯图另有单样手动削磨与抛光的转盘机注意其刀片容易折断需小心操作。封胶一般多采用特殊的专密商品以Buhler公司各系列的透明压克力专用封胶为宜但价格却很贵。也可用其他树脂类以透明度良好硬度大与气泡少者为佳。例如：用于电子小零件封胶用的黑色环氧树脂、小牙膏状的二液型环氧树脂(俗称AB胶)、各种商品树脂甚至烘烤型绿漆也可充用。注意以气泡少者为宜为使硬化完全常需烤箱催化加快反应以节省时间。为方便进行切样的封胶正式做法是用一种金属片材卷扰式的弹性夹具将样片直立夹入使在封胶时保持直立状态。正式标准切片的封胶体是灌注于杯状的蓝色橡皮模具内硬化后只要推挤橡皮模子即可轻易将切样之柱体推出非常方便。此种特用的橡皮模也是Buhler产品且国内不易买到。外国客户多要求此