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線路板金相切片制作及分析
線路板金相切片由：金相顯微鏡套裝、金相磨拋機、金相取樣機、金相研磨機、金相拋光機等等組成 。切片（Mircosection）分析是PCB行業(yè)中zui基礎也是zui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(nèi)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(chǎn)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(jīng)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。詳細:
一、線路板金相切片制作及分析分類：
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(nèi)部結合面的狀況，如孔銅厚度確認，物性確認，有無內(nèi)斷、內(nèi)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?？v切片也是我們切片分析中zui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(nèi)連異常，我們可以在縱切片的基礎上加做水平切片觀察內(nèi)連異常的范圍；此外，還可以用來確認內(nèi)O內(nèi)S等。
二、線路板金相切片制作及分析的制作步驟﹕
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zui小孔取樣；如果是確認物性，則通常選擇密集孔區(qū)域取樣，取樣大小為5cm*5cm；若是確認品質問題，則取樣位置為出現(xiàn)品質異常的區(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(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。廠內(nèi)研磨用的砂紙有3種﹕180目﹑1200目﹑2400/4000目，研磨時應依目數(shù)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，以防磨過。
zui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目的砂紙研磨后的劃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劃痕。拋光時，先在拋光絨布上加入少量Al２O３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，zui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H２O２；（2）、K２Cr２O７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2~3s，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(xiàn)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適當倍數(shù)（孔徑50X或者100X；銅厚、內(nèi)層連接用200X；Crack用400X），再在聯(lián)機電腦中用相應軟件將圖像抓取，並做相關數(shù)據(jù)的量取。
三、:
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(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，降低損失和預防不良的再次發(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：孔粗
控制規(guī)格：重要認可板及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*去除，於是在PTH時沉上了化學銅，電鍍後出現(xiàn)這種孔口burr。
不良項目：結晶異常
控制規(guī)格：重要認可板不可有,其他客戶板不影響信賴性就可以接受
產(chǎn)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(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：熱應力前出現(xiàn)就報廢;熱應力后才出現(xiàn)且為非重要認可板時可接受
產(chǎn)生原因：
一次銅面有油污，氧化沒有除干淨，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(guī)格：外觀OK,沒有造成其他品質問題可以接受
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的樣品板熱應力前<5%,熱應力后<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，所以此不良應該是化學銅沒有沈上造成的。
不良項目：滲鍍
控制規(guī)格：不影響zui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時有化學銅在玻纖間沉積，電鍍之後就會有滲鍍現(xiàn)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(nèi)層斷開
控制規(guī)格：汽車板、航空板、重要認可板不有；其他客戶板可以降低規(guī)格確認
產(chǎn)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(fā)現(xiàn)有化學銅超厚，應該是PTH時沉銅速率過快熱應力后造成此處內(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、操作失誤等原因導致板子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，追蹤發(fā)現(xiàn)有反回蝕。
不良項目：Crack
控制規(guī)格：汽車板、航空板、重要認可板不可有；其他要求<50%
產(chǎn)生原因：
當槽液中光澤劑不在規(guī)格、CU離子濃度偏低或污染值偏高時，電鍍銅結晶不規(guī)則，在熱因力后會出現(xiàn)Crack﹔當出現(xiàn)爆板時也會使銅層裂開造成Crack。據(jù)查圖中板子出現(xiàn)crack時有CU離子濃度偏低，可能由此造成crack。
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