pcb微切片制作与不良分析.doc

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。,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。,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。,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。,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(ulling)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。外坦度良好容易显微观察之优点,并可在体外柱面上书写文字记录。其他简易做法尚有:(1)在锯短的铝管内壁涂以脱模剂,另将样片用胶带直立在玻璃板上,再把铝管套在