PCB切片制作及分析.doc

切片制作及分析切片(Mircosection)分析是PCB行業中最基礎也是最重要的分析方法之一通常被用作品質判定和品質異常分析。對於外層品質或者外觀不良，我們可以通過AOI或者目檢進行判定；但對於壓合後的內層或者孔的品質確認，則須要通過切片進行分析判定。因此制作出好的切片對於產品品質判定和分析是非常重要的。通過這段時間的學習我已經熟練掌握了切片的制作也學會了通過切片進行品質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、疊構以及內部結合面的狀況，如孔銅厚度確認，物性確認，有無內斷、內連異常等品質問題。除此以外，像電鍍下陷、銅顆粒等不良我們也會做縱切片加以分析。縱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行品質異常的分析判定，如內連異常，我們可以在縱切片的基礎上加做水平切片觀察內連異常的范圍；此外，還可以用來確認內O內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的部分切割下來。取樣時首先要確認好切片位置：如確認孔銅厚度，通常選擇密集最小孔取樣；如果是確認物性，則通常選擇密集孔區域取樣，取樣大小為5cm*5cm；若是確認品質問題，則取樣位置為出現品質異常的區域。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。待觀察區域應与切片邊緣相距2mm左右過大則研磨費時過小則切割時的應力容易導致孔壁失真如果是確認物性，則應該在做完熱應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，并且將孔內填滿以防止出現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。配膠時應把握好樹脂粉與固化劑的用量，以免造成浪費。調膠時，應輕輕攪拌以赶走膠液中的气泡，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与孔壁分离，從而造成研磨時會產生翹銅。灌膠時，為了能使小孔得以填滿樹脂，應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几下，以促使孔內膠的流動與填充。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，為避免出現大小頭以及磨過的現象，研磨時要均勻用力，并且不停的轉動切片，過程中還要不斷觀察以防止磨過，并在磨偏時及時作調整。厂內研磨用的砂紙有3種180目1200目2400/4000目，研磨時應依目數由小到大進行。首先用切削力較大的180目砂紙進行初步研磨。磨通孔時，應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目研磨留下來的划痕。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，以防磨過。最後再用2400/4000目砂紙研磨，由于目數較大，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划痕，使切片表面光滑平整。4.拋光：即使4000目的砂紙研磨后的划痕也會影響切片的觀察，所以需要再進行拋光以消除砂紙研磨留下的划痕。拋光時，先在拋光絨布上加入少量AlO拋光液，然后像研磨一樣去拋光，用力要輕。檢驗拋光是否OK，可用手指触摸切片拋光面，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出來，使我們可以對切片進行判讀分析。厂內使用的微蝕液有2種：(1)、氨水与純水按1:1配比再加少量HO；(2)、KCrO溶液；一般所用的都是前一种体系。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，良好的微蝕后銅面各鍍層界線應很清楚，如微蝕過度則表面會呈現棕黑色及顆粒粗造，嚴重影響觀察。6.判讀及照相：微蝕后的切片可以直接在顯微鏡下判讀，判讀是對切片進行質量分析，找出不良及分析原因。有時為了紀錄保存的需要，常常還要照像，照像時首先用顯微鏡將切片放大到适當倍數(孔徑50X或者100X；銅厚、內層連接用200X；Crack用400X)，再在聯機電腦中用相應軟件將圖像抓取，並做相關數據的量取。三、切片分析: 切片的制作固然重要，但它只是一個基礎，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，降低損失和預防不良的再次發生。下面就這段時間所做的切片嘗試做簡單分析。 不良項目：孔粗控制規格：重要认可板及HW板不可有,其他客户板不影响孔径和信赖性可以接受產生原因：1.材料本身的原因，在NC正常作業時，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控制規格：不影响孔径可以接受產生原因：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時沉上了化學銅，電鍍後出現這種孔口burr。不良項目：結晶異常控制規格：重要认可板不可有,其他客户板不影响信赖性就可以接受產生原因：由於電鍍藥水的濃度異常，污染值超標，打氣太小造成電鍍時沉銅晶體排列無序化，從而導致晶體異常。追查發現有藥水濃度異常，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格：热应力前出现就报废;热应力后才出现且为非重要认可板时可接受產生原因：一次銅面有油污，氧化沒有除干淨，或者沾上贓物都可以導致一次銅與二次銅分離。不良項目：氧化面爆板控制規格：外观OK,没有造成其他品质问题可以接受產生原因：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：樹脂內縮控制規格：SIMENS SV03&SV07,BOSCH的样品板热应力前5%,热应力后15%；其他客户板不管制產生原因：此处内缩是由于材料含膠量高，受熱后產生樹脂內縮。此外:板子在藥水槽超時，材料吸濕，受熱冷卻后出現樹脂內縮。不良項目：貫孔不良控制規格：非航空板,汽车板,重要认可板;单边,孔面积5%且不可出现在孔环处產生原因：在PTH，鍍銅，DF的蝕刻都可能發生貫孔不良。從左圖可以看出，內層孔環都有電鍍銅，貫孔不良區域沒有連成一片，所以此不良應該是化學銅沒有沈上造成的。不良項目：滲鍍控制規格：不影响最小CLEARANCE可接受產生原因：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時有化學銅在玻纖間沉積，電鍍之後就會有滲鍍現象。從圖中可以看出滲鍍細長，應該是NC扯出玻纖造成的。不良項目：內層斷開控制規格：汽车板、航空板、重要认可板不有；其他客户板可以降低规格确认產生原因：1. PTH時沉銅速率過快。2. PTH沉銅前除油未淨或微蝕效果不好。3. 化學銅後超時。切片發現有化學銅超厚，應該是PTH時沉銅速率過快热应力后造成此處內斷。不良項目：反回蝕控制規格：汽车板、航空板、重要认可板要求0.5mil且无内连异常;其他板要求无内连异常產生原因：因機台故障、停電、操作失誤等原因導致板子PTH時在微蝕槽浸泡超時，內層銅咬蝕量太大，造成反回蝕。追查發現圖中板子在生產時出現機台故障，板