IPCTM650中文版 1.1切片制作.doc

.IPC-TM-650測試方法手冊（2.1.1）切片制作1、 范圍：此程序是用作PCB金板規(guī)格的準(zhǔn)備，成品切板是用來評估基材和PTHS的質(zhì)量，我們須評價PTH的這幾個方面：銅箔的厚度、鍍層及決定符合規(guī)格要求的涂層，相同的基本程序可用作其它地區(qū)的插件和測試，因為手工的金板準(zhǔn)備，被許多人看作是基本的工作。這本手冊描述了被證明是一般可行的技術(shù)，它對那些能夠區(qū)分金板制作者的不可接受的變量的闡述不是那么具體，而且，這些技術(shù)的成功，高度依賴于金板制作者個人的技術(shù)。2、 適用文件IPC-MS-810 高質(zhì)量切片的指導(dǎo)方針ASTM E3 金板樣品準(zhǔn)備的標(biāo)準(zhǔn)方法3、 試驗規(guī)格：首先把要求的樣品從印制板上或附連測試區(qū)切割下來。為了使所檢板不受損害，要徹底清潔板面?？赏扑]的最小清潔度是2.54mm研磨劑切割輪能很好的切割所檢板而對板面不造成損害，一般使用的方法包括用寶石切割，微小波段鋸切割或研磨的切割輪。鑼板使用一個很小的割磨機器。在啤板中使用尖的、空的沖模（不用于易碎的材料，即聚酷亞胺和一些變更的不氧樹脂系統(tǒng)）參照IP-MS-810。據(jù)介紹一張切片最少要包括用于測試樣品的最小的3個PTHS直徑。當(dāng)切割多層板時，在所有的層上沒有非功能焊盤，要仔細挑選測試。比如：內(nèi)層焊盤與選擇性的PTHS相連，這就可以制作成一套完整的質(zhì)量評估。4、 器具或材料號碼：2.1.1主題：切片手冊日期：3198 修訂本：D原任務(wù)小組：后分離任務(wù)小組4.1樣品祛除方法（參照IPC-MS-810滿足你需要的最佳方法）4.2 插件鑄型/模子4.3 平滑、扁平插件表面4.4 隔離劑（可選擇的）4.5 樣品支持（可選擇的）4.6 金相學(xué)的旋轉(zhuǎn)輾磨/磨光系統(tǒng)4.7 磨光帶（可選擇的）4.8 可放大100到200倍的金相學(xué)的顯微鏡。4.9 真空管和真空干燥器（可選擇的）4.10切割陶制材料的室內(nèi)溫度（推薦最大的切割溫度是93）4.11砂紙（美國CAMI級研磨尺寸180,240,320,400,和600,參照表1從美國到歐洲研磨尺寸的轉(zhuǎn)換）。4.12磨光輪用的布：粗糙和中級磨光用硬的、低價的、沒毛的布，而最后磨光用柔軟的、織物毛材質(zhì)的布。4.13 氧化物或硅膠磨光懸浮液（最后磨光0.3-0.04um）。4.14 鉆石磨光研磨劑（6-0.1um）4.15 磨光潤滑劑4.16 樣品蝕刻液（見6.4）4.17 清潔和蝕刻用的棉球和藥簽表1 砂紙研磨尺寸（美國對歐洲）4.18 Isopropyl酒精，25%的甲醇水溶劑或其它合適的溶劑（用封裝介質(zhì)和標(biāo)記系統(tǒng)來檢測反應(yīng)）。4.19 樣品標(biāo)記系統(tǒng)4.20 超聲波清潔器（可選擇的）5、 程序5.1樣品的準(zhǔn)備，按順序在180,240,320研磨輪上磨樣品,最后磨光的深度大概是1.27mm。在插件之前應(yīng)除去所有邊緣上的毛刺。5.2 插件金板5.2.1清潔插件表面并徹底烘干，然后在電鍍和插件環(huán)上隔離劑。5.2.2使用合適的溶液（如isopropyl或乙烷基酒精）徹底清潔樣品，這在切割熱應(yīng)力（浮焊）樣品時是非常重要的，若在樣品和介物之間改孔，封裝介質(zhì)粘貼力不好可能會導(dǎo)致殘渣。這些孔是絕對有可能使金板樣品準(zhǔn)備特別難做。5.2.3使插件中的樣品直立，用樣品芯片或是使用雙面砂紙垂直于基材使其固定。5.2.4被檢測面應(yīng)面向插件表面。5.2.5用材料陶器材料小心地填滿插件環(huán)，通過潑灑一面確保完整的填滿PTH，制造商供應(yīng)的，為了填滿PTHS面小直徑減少粘性，可能需要稀釋。據(jù)推薦為了防止皮膚感光力，應(yīng)用手工保護。5.2.6樣品必須直立，而且要用封裝材料填孔。5.2.7為了完成填孔工作，環(huán)氧材料可能需要真空放氣。5.2.8允許切割樣品及從環(huán)上除去變硬插件、插件的最小質(zhì)量應(yīng)該是如下標(biāo)準(zhǔn)：在陶器材料和樣品之間無缺口；用材料填滿PTHS；在陶器材料中無泡沫。如錯過任何一項都會造成樣品準(zhǔn)備的困難（5.2.2里有所注明）用永久的方法來確認樣品，挑選的標(biāo)記系統(tǒng)經(jīng)過溶劑和潤滑劑的曝光應(yīng)仍不受影響。5.2.9對那些有限的鍍層厚度的測量（如在板邊接觸面金和鎳的厚度）電鍍樣品放置角度應(yīng)為30。這將會對于第2次測真正的厚度提供借鑒，被檢測的厚度為了接近真實的厚度，應(yīng)被分成2半。若要更進一步的了解膠紙切割技術(shù)，請參照6.5。5.3 輾磨和磨光5.3.1用金相學(xué)的設(shè)備在180研磨砂紙上粗插件，不接近PTH孔壁的邊緣。注意：為了除去磨板雜質(zhì)必須使用大量的水流阻止樣本過熱和對樣品造成損傷。5.3.2好的輾磨樣品，使用大量的水流，使用240,320,400和600研磨盤，集中PTHS最后的紙（600gritl）應(yīng)完成在PTHS的中線軸。在輾磨時，輪速一般為200-300rpm，在2個相連的研磨尺寸中將樣品旋轉(zhuǎn)90，再輾磨2-3次，在前工序除去擦刮的時間，確認已除去擦刮可以在工序間用顯微鏡檢測。切割的基材表面須是在一個單一的平面是非常重要的。在連續(xù)的研磨尺寸中旋轉(zhuǎn)切板90的目的是為了推進檢測。如若在最后一個工序中觀察到了垂直于上的擦刮，這就很好的顯示了切板表面不是很平滑，需要再次的輾磨。若在輾磨操作完成后，切板表面還是平滑，那么在粗磨過程中除去所有擦刮是不可能的，金板制作者須認清這個事實。更粗糙研磨尺寸（180,240和320）會促使更大的畸形的深度和碎片材料因為畸形深度減少在一個300um的原始子尺寸之下（400grit），那么為了達到板面最后切割，最好是在400grit，特別是600研磨上花長一點時間，而不是在更粗糙的研磨尺寸上。5.3.3若可以的話，在每個工序間用自來水浸洗樣品，再用過濾空氣吹干，超聲波清洗。注意：在粗磨或所有磨光步驟之前，特別是在細致輾磨階段應(yīng)大力推薦超聲波清潔，這是印制標(biāo)品的特性。特別是在樣品浸濕過程中，沒祛除那些遵照熱曝光的環(huán)氧基材及能限制輾磨，磨光孔中的殘渣，必須小心別用過度的超聲波清潔而傷害樣品表面，即使是一分鐘，都能損傷磨光的表面。5.3.4用6um鉆石研磨劑在一個硬的、低的、無毛布上粗磨標(biāo)本。在接下來的粗磨過程中，要細細檢查樣品，是否已除去所有600研磨刮痕，最好用超聲波清潔樣品，然后又用1-3um鉆石研磨劑，用一塊硬的、低的、無毛的布繼續(xù)磨光。然后再細細檢查樣品，確認祛除所有6um鉆石的刮痕，如果可以的話，用超聲波清潔樣品，一般來說，正確放置在以上步驟中使用中等電壓磨幾分鐘就可以了。切板在粗磨和中間，研磨中一般輪速為200-300rpm。用一個柔軟的、化物或毛布材料，或用1-0.1micron鉆石來研磨，用0.05um蝕金或其它氧化物或一個硅膠磨光液來完成最后的打磨，若使用氧化物或氧化織磨光混合物話，要使光打到中等壓力，最后一個步驟用10-20秒就可以完成了，若用鉆石混合物在柔軟的織布上磨時，最后打磨時間將延長幾分鐘（見5.3.5）。由于在切板時，增加了空氣阻力，在最后磨光中一般減少輪速至100-150rpm，很典型的是，緊跟著1um鉆石的6um和一個0.04um硅膠或0.05um氧化織，使用都非常成功，然而，其它變量如6um、3um、0.25um鉆石都使用得很成功，有些人甚至在無毛的布上使用1.0和0.3um氧化織，跟緊著把0.05um氧化織使用于一個柔軟的毛材料的布，這些程序之所以可以成功，主要是依靠金板制作者的手藝，但是與鉆石混合物比起來，會造成不良邊緣保持性和更多的浮雕效應(yīng)（見參考1中6.5）。5.3.5警告：毛布材料的使用可導(dǎo)致不良的邊緣持力（成為圓形的）及組成物之間的突起，因為它惡化了。原樣祛除的不同率（即與基材上的銅和玻璃纖維比起來，錫鋁合金和軟的封裝介質(zhì)在個更快的效率上祛除），毛料越高，效果越好。可用者在最后的磨光階段需阻少打磨時間，使用大量潤滑油和輕微的壓力。5.3.6 在溫微和的肥皂、熱水、溶濟中浸濕然后吹干。5.3.7檢測和重磨，若有必要的話開始用6um鉆石，直到出現(xiàn)這些情況：1、 再沒有比那些由最后磨光研磨劑引發(fā)的更大的刮痕了。2、 樣品不得高于或低于插件材料。3、 沒有把電鍍銅沾污到PTH或基材上去。4、 按規(guī)定，切割的板面在孔的中線上。如果輾磨深度不夠，需要再次輾磨和重新磨光。 5、 對基材的玻璃纖維有一點可見的損害。參照IPC-MS-810的顯微照片，闡述了以上一些質(zhì)量，若切片質(zhì)量符合要求的話，檢測在“磨光”條件下在5.4.1確認，以黑線或部分黑線出現(xiàn)的內(nèi)層分離的疑似區(qū)的多層板的切板。這些地方在金板，蝕刻后就應(yīng)被確認，當(dāng)檢查具體放大時，對那些蝕刻后的標(biāo)記，可能沒有一對一的注有“磨光的”分離標(biāo)記的相關(guān)數(shù)。5.3.8 用合適的蝕刻液的網(wǎng)狀樣品（見6.4）一般只用2-3秒，再重復(fù)2-3秒，有必要的話顯露電鍍的接觸面。注意：蝕刻過度的話會使銅箔和電鍍銅之間的劃分的線模糊而不能精確檢測。5.3.9 為了祛除蝕刻劑，在水龍頭或離子水中浸泡。5.3.10 在溶劑中浸濕，然后吹干。5.4 評估。5.4.1把放大倍率設(shè)定在100x，并用一個顯微照片（設(shè)定在光亮度）測量規(guī)定要求的所有特征，除非有另外的注明，調(diào)至200x。5.4.2至少在3個PTHS中測量鍍層厚度，總共表面銅厚在相同樣品的交叉部分也能被測定，把電鍍厚度測定和電鍍質(zhì)量記錄下來，電鍍厚數(shù)決定不能有沙孔或裂縫。5.4.3質(zhì)量檢測可能包括如下方面：起泡、基材沙孔、裂縫、樹脂未祛除、孔壁撕裂、電鍍不一致、毛刺、電鍍沙孔和麻點，除此之外，多層板的電鍍質(zhì)量包括：板內(nèi)部與PTH相連，沾污樹脂，玻璃纖維突出和樹脂腐蝕，一些電鍍條件在蝕刻前須觀測磨光樣品。6、 注意：6.1按照ASTM3規(guī)格用三層銅或其它類似樣品的硬度電鍍樣品per ASTM3。在封裝之前，要提供更好的邊緣保持力，因此要更為精密的厚度測量。6.2 若要更加準(zhǔn)確的測量內(nèi)層分離，在推薦6.2.1和6.2.2里面的方法包含的程序。6.2.1 重磨過程6.2.1.1 在磨光后，用金相學(xué)的顯微鏡檢測。然后在最后的輾磨輪將電源關(guān)掉。6.2.1.2用大量的水在一個靜止位置與PTH桶平行的輪子600砂紙輕輕重磨樣品，雙面打擊6-8下就上夠了。這將會除去在旋轉(zhuǎn)磨光時。造成的使內(nèi)部連接分離的銅金沾污物。6.2.1.3將樣品浸濕，然后烘干再重磨，然后在顯微照片下檢測是否有內(nèi)部連線分離的存在。6.2.1.4在“磨光”條件下檢測之后（最好的方法是照顯微照片），用在6.4中描述的溫和蝕刻液蝕刻樣品，然后再檢測樣品是否有內(nèi)連線分離和所有特征，可能沒有注明一對一的所有磨光后的分離相關(guān)數(shù)。6.2.2 機械/化學(xué)準(zhǔn)備（腐蝕磨板）另一項有用的技術(shù)在最后的磨板步驟中是一個。同時機械/化學(xué)的磨板。使用95%的硅膠和5%體積的過氧化氫（30%濃度）的混合劑在化學(xué)阻焊中打磨，這就導(dǎo)致了樣品磨損及機械和化學(xué)的磨損，金板制作者須要小心地用化學(xué)抗磨力平衡化學(xué)磨損。太多的機器磨損會導(dǎo)致刮痕，太多的化學(xué)磨光將會導(dǎo)致樣品的蝕刻，這些條件都不理想。為了改善光學(xué)的平衡應(yīng)多做些這方面的實驗。6.3 為了進一步探測內(nèi)部連接分離，使用在平面上重輾、重磨樣品（垂直于原豎直平面）和檢測半圓固接觸面，這種方法成效不大，內(nèi)層厚度的分離效果不到50%（在堅直切板中有所注明）。6.4 以下是推薦的蝕刻液25ml的氫氧化銨（25-30%）3-5%的25ml-35ml體積的穩(wěn)定的過氧化氫，額外25ml的水（蒸餾或反滲透）會稀釋溶液將會延長蝕刻時間，在某些情況下是理想的。使用前先等幾分鐘，每幾個小時就準(zhǔn)備清水。6.4.1有其它蝕刻液被使用或是被用來蝕刻銅，必須小心選擇和使用，因為電解、電鍍的敏感性