PCB切片制作及分析

1、切片制作及分析切片（Mircosection分析是PCB行業(yè)中最基礎(chǔ)也是最重要的分析方法之一，通 常被用作品質(zhì)判定和品質(zhì)異常分析。對於外層品質(zhì)或者外觀不良，我們可以通過 AOI或者目檢進(jìn)行判定；但對於壓合後的內(nèi)層或者孔的品質(zhì)確認(rèn)，則須要通過切 片進(jìn)行分析判定。因此，制作出好的切片對於產(chǎn)品品質(zhì)判定和分析是非常重要 的。通過這段時間的學(xué)習(xí)，我已經(jīng)熟練掌握了切片的制作，也學(xué)會了通過切片進(jìn) 行品質(zhì)判定和對不良的原因作出初步分析。一、切片分類：1. 縱切片：沿垂直於板面的方向切開，研磨並觀察剖面狀況的切片稱為縱 切片。通常用來觀察孔在鍍銅後的品質(zhì)、疊構(gòu)以及內(nèi)部結(jié)合面的狀況， 如孔銅厚度確認(rèn)，物性確認(rèn)，有

2、無內(nèi)斷、內(nèi)連異常等品質(zhì)問題。除此以 夕卜，像電鍍下陷、銅顆粒等不良我們也會做縱切片加以分析?？v切片也 是我們切片分析中最常用的方式。2. 水平切片：水平切片是順著板子疊合方向一層層向下研磨，用來觀察每 一層面的狀況。通常用來輔助縱切片進(jìn)行品質(zhì)異常的分析判定，如內(nèi)連 異常，我們可以在縱切片的基礎(chǔ)上加做水平切片觀察內(nèi)連異常的范圍； 此外，還可以用來確認(rèn)內(nèi)O內(nèi)S等。二、切片的制作步驟：1.取樣：取樣是指將板子上需要分析確認(rèn)的部分切割下來。取樣時首先要確認(rèn)好切片位置：如確認(rèn)孔銅厚度，通常選擇密集最小孔取樣；如果是確認(rèn)物性，則通常選擇密集孔區(qū)域取樣，取樣大小為 5cm*5cm；若是確認(rèn)品質(zhì)問題，則取樣位

3、置為出 現(xiàn)品質(zhì)異常的區(qū)域。選定好取樣位置後，先用小撈機撈下略大的一塊，再用切割 機切成剛好可以放入壓克力模的大小。待觀察區(qū)域應(yīng)與切片邊緣相距2mm左右， 過大則研磨費時；過小則切割時的應(yīng)力容易導(dǎo)致孔壁失真如果是確認(rèn)物性，則 應(yīng)該在做完熱應(yīng)力後再用切割機切成小塊。2.灌膠：灌膠的目的是利用樹脂的固化使切片緊固于壓克力模中，以便于研磨，并且 將孔內(nèi)填滿以防止出現(xiàn)研磨時孔銅翹起而造成的失真。灌膠前，要保証切片垂直 并緊貼于壓克力中，以保証切片的美觀並便于研磨。配膠時應(yīng)把握好樹脂粉與固 化劑的用量，以免造成浪費。調(diào)膠時，應(yīng)輕輕攪拌以趕走膠液中的氣泡，膠液的 濃度以剛好可以沿攪拌棒線性流下為宜，太濃則膠

4、不易封入孔中（尤其是小孔）， 太稀則固化時間會延長，并且由于樹脂固化后收縮會使得樹脂與孔壁分離，從而 造成研磨時會產(chǎn)生翹銅。灌膠時，為了能使小孔得以填滿樹脂，應(yīng)以攪拌棒引流 從切片的一邊灌起，孔太小時，還可以灌滿一面后攪動幾下，以促使孔內(nèi)膠的流 動與填充。灌完膠后，將壓克力靜置等樹脂固化后便可以研磨了。3研磨：磨片是利用快速轉(zhuǎn)動的砂紙的切削力將切片磨到所需觀察的位置，為避免出現(xiàn)大小頭以及磨過的現(xiàn)象，研磨時要均勻用力，并且不停的轉(zhuǎn)動切片，過程中還 要不斷觀察以防止磨過，并在磨偏時及時作調(diào)整。廠內(nèi)研磨用的砂紙有3種：180 目、1200目、2400/4000目，研磨時應(yīng)依目數(shù)由小到大進(jìn)行。首先用切

5、削力較大的180目砂紙進(jìn)行初步研磨。磨通孔時，應(yīng)將切片磨到接 近孔的中心處，磨Laser孔時，由于孔徑太小，而砂紙磨削量又很大，很容易將 孔磨過，所以只需要磨到擋pad即可。然後用1200目的砂紙研磨，一方面是將切片磨到所需觀察的位置，另一方 面是要消除180目研磨留下來的劃痕。與180目砂紙相比，它的切削量要小得 多，因而便于控制；但其仍然有一定切削量，研磨時要多觀察切片情況，以防磨最後再用2400/4000目砂紙研磨，由于目數(shù)較大，只要不是過分用力或時間 過長，這次研磨對切片的切削量會很小。其主要作用在于消除前一次研磨后的砂 紙劃痕，使切片表面光滑平整。4拋光：即使4000目的砂紙研磨后的

6、劃痕也會影響切片的觀察，所以需要再進(jìn)行拋 光以消除砂紙研磨留下的劃痕。拋光時，先在拋光絨布上加入少量Al 2 03拋光液，然后像研磨一樣去拋光，用力要輕。檢驗拋光是否OK，可用手指觸摸切片拋光面，有稍微突起的感覺就可以了，最后用清水將切片洗凈並擦干即可。5微蝕：微蝕的作用是讓各金屬分界面顯現(xiàn)出來，使我們可以對切片進(jìn)行判讀分析。 廠內(nèi)使用的微蝕液有2種：（1）、氨水與純水按1:1配比再加少量H2 02 ； （2）、K2 Cr2 07溶液；一般所用的都是前一種體系。微蝕時，先用棉花棒沾上微蝕液，在 切片表面輕輕擦拭23s然用用軟紙輕輕擦干，注意不能有刮傷。微蝕的效果對 觀察很重要，良好的微蝕后銅面

7、各鍍層界線應(yīng)很清楚，如微蝕過度則表面會呈現(xiàn) 棕黑色及顆粒粗造，嚴(yán)重影響觀察。6判讀及照相：微蝕后的切片可以直接在顯微鏡下判讀，判讀是對切片進(jìn)行質(zhì)量分析，找出 不良及分析原因。有時為了紀(jì)錄保存的需要，常常還要照像，照像時首先用顯微 鏡將切片放大到適當(dāng)倍數(shù)（孔徑50X或者100X;銅厚、內(nèi)層連接用200X; Crack 用400X）,再在聯(lián)機電腦中用相應(yīng)軟件將圖像抓取，並做相關(guān)數(shù)據(jù)的量取。三、切片分析：切片的制作固然重要，但它只是一個基礎(chǔ)，更重要的是切片的分析和判讀。 只有對切片做出正確的判讀，我們才能找出發(fā)生的不良；而只有對不良切片做出 正確的分析，才能給出正確有效的措施，降低損失和預(yù)防不良的再

8、次發(fā)生。下面 就這段時間所做的切片嘗試做簡單分析。不良項目：孑L粗控制規(guī)格：重要認(rèn)可板及 HW板不可有，其他 客戶板不影響孔徑和信賴性可以接受產(chǎn)生原因：1材料本身的原因，在 NC正常作業(yè)時，仍會 對孔壁造成過量的切削造成孔粗。2. NC時鑽針的缺陷（如缺口等）。3. Desmear咬蝕量過大。此處應(yīng)該是鑽針缺陷對孔壁拉扯造成的孔粗。不良項目：孔口 burr控制規(guī)格：不影響孔徑可以接受產(chǎn)生原因：NC時在孔口形成了 burr，高壓水洗時沒能將 其完全去除，於是在 PTH時沉上了化學(xué)銅， 電鍍後出現(xiàn)這種孔口 burr。不良項目：結(jié)晶異?？刂埔?guī)格：重要認(rèn)可板不可有，其他客戶板不影響信賴性就可以接受產(chǎn)生

9、原因：由於電鍍藥水的濃度異常，污染值超標(biāo)，打氣 太小造成電鍍時沉銅晶體排列無序化，從而導(dǎo) 致晶體異常。追查發(fā)現(xiàn)有藥水濃度異常，可能 是造成此處不良的主要原因。不良項目：一次銅與二次銅分離控制規(guī)格：熱應(yīng)力前出現(xiàn)就報廢；熱應(yīng)力后才出現(xiàn)且為非重要認(rèn)可板時可接受產(chǎn)生原因：一次銅面有油污，氧化沒有除干淨(jìng)，或者沾上 贓物都可以導(dǎo)致一次銅與二次銅分離。不良項目：氧化面爆板控制規(guī)格：外觀0K,沒有造成其他品質(zhì)問題可 以接受產(chǎn)生原因：1. 材料本身不良造成爆板。2. 材料吸濕受強熱后爆板。3. 黑棕化不良引起爆板。不良項目：樹脂內(nèi)縮控制規(guī)格：SIMENS SV03&SV07,BOSCH 的 樣品板熱應(yīng)力

10、前5%,熱應(yīng)力后15% ;其他客 戶板不管制產(chǎn)生原因：此處內(nèi)縮是由于材料含膠量高，受熱后產(chǎn) 生樹脂內(nèi)縮。此外：板子在藥水槽超時，材 料吸濕，受熱冷卻后出現(xiàn)樹脂內(nèi)縮。不良項目：貫孔不良控制規(guī)格：非航空板，汽車板，重要認(rèn)可板；單 邊,孔面積5%且不可出現(xiàn)在孔環(huán)處產(chǎn)生原因：在PTH，鍍銅，DF的蝕刻都可能發(fā)生貫孔不 良。從左圖可以看出，內(nèi)層孔環(huán)都有電鍍銅， 貫孔不良區(qū)域沒有連成一片，所以此不良應(yīng)該 是化學(xué)銅沒有沈上造成的。不良項目：滲鍍控制規(guī)格：不影響最小 CLEARANCE可接受 產(chǎn)生原因：材料本身存在問題，NC時有玻纖被扯出，或 是desmear咬蝕量過大，以至PTH時有化學(xué)銅 在玻纖間沉積，電

11、鍍之後就會有滲鍍現(xiàn)象。從 圖中可以看出滲鍍細(xì)長，應(yīng)該是 NC扯出玻纖 造成的。不良項目：內(nèi)層斷開控制規(guī)格:汽車板、航空板、重要認(rèn)可板不有； 其他客戶板可以降低規(guī)格確認(rèn)產(chǎn)生原因：1. PTH時沉銅速率過快。2. PTH沉銅前除油未淨(jìng)或微蝕效果不好。3. 化學(xué)銅後超時。切片發(fā)現(xiàn)有化學(xué)銅超厚，應(yīng)該是PTH時沉銅速率過快熱應(yīng)力后造成此處內(nèi)斷。不良項目：反回蝕控制規(guī)格：汽車板、航空板、重要認(rèn)可板要求 <0.5mil且無內(nèi)連異常；其他板要求無內(nèi)連異常 產(chǎn)生原因：因機臺故障、停電、操作失誤等原因?qū)е掳遄?PTH時在微蝕槽浸泡超時，內(nèi)層銅咬蝕量太 大，造成反回蝕。追查發(fā)現(xiàn)圖中板子在生產(chǎn)時 出現(xiàn)機臺故障，板子在微蝕槽超時