1.简述
线路板质量的优劣,问题的产生与处理,制造改善的状况,在在都必须微切成片(microsecTIoning)作为观查科学研究与分辨的依据,微切成片做的怎么样,真不真与探讨判断的恰当是否有很大的关联在焉。一般生产流水线为质量监控(monitoring)或交货时品质工程师以求质量的确保等所做的过多切成片,因系在急匆匆及缺乏经验状况下所逐出的,故至少只有见到实情的六、七成罢了,有的在欠缺具体指导及较为状况下,乃至连一半的真实情况都看不见,在一片模糊不清及含混的影象下,能看得出哪些来?那样的切成片有哪些实际意义?若仅仅为了更好地应付公务自然轻轻松松,若确实要搞好质量及完全找到问题解决困难,则务必细心做切、磨、抛及咬等时间才会出现清楚可以看的微切成片,不至于导致错判。
2.归类
电源电路板的解剖学式毁灭性切成片法大致可分成三类:
(1) 一般切成片(宣布名字为微切成片)
可对埋孔区及表面其他地区注满上胶后干了竖直切成片(VerTIcal SecTIon),也可对埋孔做水准切成片(Horizontal SecTIon)是一般常用的作法。
(2) 切孔
是当心用裸钻木工锯片将一排埋孔自正中间切割成左右两半,或用打磨砂纸将一排埋孔磨掉一半,将切半不封胶的埋孔放置20x-40x的立体显微镜(或称实体线光学显微镜)下观查大半个表面层的所有状况。这时若也将焊盘的背部再磨的非常薄时,则的墙面或者材料将呈全透明状,可开展led背光法(Back light)查验孔铜层敷盖的情况。
(3) 斜切成片(45°或30°)
可对实木多层板面区或埋孔区做层级间45°的切角,随后以实体线显微镜观察45°横切面上电导体间的情况。
3.制作技巧
除第二类切孔法是用于观查大半个表面层的原貌表层状况外,其他第一及第三类
都需最终的细心打磨抛光,才可以见到各种各样现实的状况,此点为切成片的成功与失败重要,此点至为关键不能心存侥幸。下列为制作过程的关键。
3.1抽样:
以独特的切模自板上一切处抽样或用剪板机剪样,留意不能太逼近孔边,防止导致埋孔受抗拉力而形变,也应留意抽样的方式,最好是先切剪下,再用裸钻木工锯片割下时需的切样,降低机械设备内应力的后遗症。
3.2上胶
上胶的效果是将埋孔注满,把要观查的表面层固定不动夹持,使在切削加工时不至于被拖立拓宽而失帧,上胶一般常用独特的尃密产品,以Buhler的各系列产品的尃用封胶为宜,但价钱很贵,可改成其他类型,但以清晰度优良强度大,汽泡少者为宜,比如:灰黑色用以小零件封胶用的环氧树脂胶,美白牙膏状的二液型环氧树脂胶封填胶,南宝树脂,乃至绿漆也可充用,留意以降低汽泡为要,为使硬底化彻底,多需家用烤箱催化反应使快速响应。
为使切样的上胶便捷开展,宣布的办法是用一种卷挠式的扭簧工装夹具,将样照夹进,使在上胶时维持站立情况。宣布切成片的封胶体溶液是注浆于圆柱型的深蓝色橡皮擦模貝内,硬底化后只需上推橡皮擦模板就可以随便将样照圆柱体发布,十分便捷。此类特用的橡皮擦模也是Buhler 的商品且中国不容易购买到,一般较不便的作法及简单的行为有:
3.2. 1在锯短的铜管内腔喷以脱膜剂,另将样照用双面胶站立在玻璃上,再把铜管套在样照周边,要使管的外缘与玻璃的表层密合,使黏剂不至于漏出来,待硬底化后就可以将圆柱体取下或改成布氏漏斗斜壁形的磨具更非常容易出模。
3.2.2用树脂胶粉在压合模貝以渐增之工作压力也就能注满埋孔并与此同时开展硬底化变成实体线,在各种各样切成片圆体中,以此类最美观大方。
3.2.3将好几个切成片以钢梢串出,取决于独特的模貝里将双片与此同时以液胶注满,与此同时可磨双片,称之为Nelson-Zimmer法,可与此同时磨九个圆柱体,而每一个柱中可封在5.6个切成片之多,是一种很多的作法。
3.2.4用选购现有的亚克力模貝,将样照嵌入,上胶就可以。
3.2.5非常简单的作法是将胶体溶液涂在PE紙上,使切样上的各埋孔慢慢地刮得胶面,逼迫胶膏挤进孔里,随后倒插进木工板槽缝中,集中化入家用烤箱,使其烤硬,也可改成绿漆填胶。
3.2.6小量切样可以用竹签子条立即在管口处填胶,随后站立烤硬,最终二种因胶体溶液非常少,故切削時间可以节约,但要维持压面的水准,要靠时间及动作了,但真正意义上的好切成片是从而种简易的方式做出的。
3.3磨光片(Grinding) :
是运用打磨砂纸的切削速度将样照磨坏孔的正中间,便于观查表面层横断面状况的流程。为省时省力很多制做,常用迅速轮盘做迅速切削法,可以用有不干胶的打磨砂纸贴在布局上,也可以用边沿匝状固定夹板将纱纸固定不动,或纸有核心洞插入传动轴心中,在水液及快速运转时;打磨砂纸会平贴在布局上而可以开展切削。小量简易的切样只需拿手在一般打磨砂纸上平磨就可以连轮盘也可省去,以上常用的打磨砂纸系列番号以以下为宜。
3.3.1 220 号粗磨到表面层断块的两个并行处理线即将发生才行,留意要洒水或他种液态以减热。
3.3.2改成400号再磨坏 “孔中间”的“标示线”发生。
3.3.3改成600号以上水砂纸轻磨两下,以纠正不平行面的斜磨就可以。
3.4打磨抛光(Polish)
要见到切成片的实情,务必要做细心的打磨抛光,清除打磨砂纸的划痕。很多时,旋转式绒毯加三氧化二铝混液作为改性剂,做转微容栅的打磨抛光,留意在打磨抛光时要常常更改切样的方位,使有更匀称的实际效果,直到砂痕彻底消退才行。小量切样可改成一般碎布,及擦铜脂膏就可以开展,也需要常常更改抛动的方位,上下左右及其圆上式健身运动,技艺时间做的费力罗,实际效果要比快速轮盘打磨抛光要更加清楚,更能储存实情,但较费时间。打磨抛光的工作压力要轻,往复式频次要多,实际效果才更强,并且油溶性打磨抛光所得的铜面的实情要比水溶性打磨抛光更强。
3.5微蚀 (microetch) :
将打磨抛光面自来水或稀乙醇清洗及烘干后,就可以开展微蚀,以找到金属材料的分别方面,及其结晶体情况,此类微蚀看起来简易,但要见到清晰细致的真像,却很不易,并不是每一次一定成功的。不好时仅有再轻抛多次,改版微蚀,以找到真像。微蚀液秘方如下所示:
“10 cc氢氧化钠 10 cc纯净水 2?3滴过氧化氢”
混和匀称后,就可以用棉絮棒沾液,在切成片表层轻擦约2秒左右,留意铜面处传出汽泡的状况,2?3秒后马上自来水将蚀液冲走,并马上用纸巾擦拭,勿使铜面再次空气氧化,不然100x显微镜下能发生黑棕色及不光滑无奈的铜面,优良的微蚀将展现鲜红色古铜色,且结晶体及交界清晰。
留意以上微蚀液至少只有保持1钟头,棉絮棒用1-2次能也需要更换,以防环境污染横切面上铜面的结晶体。阅读者需多做探索,自可找到在其中缘由。
初期用“铬酸(Cr03)添加小量盐酸及食用盐的方式”早已过时,并且会使锡铅层变黑,不适合再用,氢氧化钠规律锡铅面仍展现雪白,在其中普遍之小黑点遍布那就是铅量较多区状况。
要做科学研究分辨的切成片务必要做细心的打磨抛光及微蚀的工作中,不然仅有徒劳时间罢了,一般交货性很多的切成片,只能团体打磨抛光,查验前再做微蚀,这般最少也可见到真像8.9分。
3.6照像
原抛光片若为100分时图,则由显微镜下见到的头倒立影象,按光学显微镜的特性只可见到85%?95%的水平,而用拍立得照到时,最好是也只要80%?90%,经拍立得像片再翻造成ppt时,自然更要折扣75%?85%了,但为求纪录及沟通交流考虑,拍照是较好的办法了,此类像片价钱很贵,一定要有界面才去面影,不然确实毫无价值。照像最困难在镜头焦距的指向,此点艰难许多。
3.6.1 看着镜头焦距与拍摄镜头焦距不完全一致,不能看着为标准,需多放弃多张找到真真正正拍摄镜头焦距来。
3.6.2曝出所需之星量=光抗压强度x時间,好的像片要尽可能使時间增加及降低光抗压强度,再加上各种各样滤色片后可获得各种各样不一样实际效果的像片。
3.6.3影象表层须整平,不然倍率大时,(100x以上)会发生部分清晰部分模糊不清状况,得像后,要晾干深入后才得触碰,防止导致界面损伤。
4.判断﹕
切成片的界面清楚讨人喜欢仅仅制品技巧,要能判断界面所产生的各种各样状况,并运用做为管理决策的依据,则更需丰富多彩的线路板见识才行,尤其是诱因及改善的办法更要知识与工作经验的搭配才行,没法在短期内能够凑功的。下列凑合普遍的各类缺陷相互配合ppt的解读,让者能做较深层次的掌握。
4.1空板埋孔直切切成片(含炸过油或喷过锡的木板)可见到各种各样状况有:
家具板材构造、孔铜薄厚、孔铜详细情况、破铜(VOID)、流锡情况、打孔指向及固层指向(layer to layer regisatration)、平环(Annular ring)、蚀刻加工情况、胶渣(Smear)情况、销钉及打孔情况、(有挖伤Gouging、钉头、Nailheading )、渗铜扫帚(Wicking)、孔铜浮离(Pullaway)、反蚀回(Negative Etchback)等,现分述于下:
4.1.1孔铜薄厚
最少在1 mil以上,微蚀优良时可看清一次铜二次铜乃至厚化铜的层级,要留意有一些制造会发生孔铜薄厚相差挺大的情况,由切成片上上下两根铜壁薄厚可显著的看得出。
4.1.2孔铜详细情况
有无镀瘤(Nodule)参杂物(Inclusion)管口之阶梯性涂层(Step plating)及铜层结晶体情况。
4.1.3破铜
一个切成片只容许有三个烂洞发生,烂洞是焊锡丝时吹孔(Blow Hole)较大缘故,若烂洞发生在直切成片的同相对高度时,可表述或判断为全孔环断。
4.1.4流锡
可见到渗透作用的半月形流锡的結果,真谛可见到铜锡铝合金(IMC)的50微吋的独特隔层处于铜锡中间的乳白色条形层析。
4.1.5指向情况
可由表面层两边的里层长度情况看得出固层指向情况及打孔与包装印刷中间的指向情况。
4.1.6蚀刻加工
可见到侧蚀(undercut)及计算蚀刻因子,也可见到包装印刷或湿膜的外壁情况。
4.1.7胶渣
可见到去胶渣或回蚀(Etch back)的情况,过多去胶导致夹层玻璃突显表面层不光滑以至孔铜不整平也很有可能导致吹孔,去胶渣不够时,里层与孔铜中间有黑条或隔开(Separation)发生。
4.1.8打孔及销钉
表面层是不是有不光滑及挖伤情况,钉头是不是超出50%,销钉后介电层是不是过薄(Dielectic thickness)。
4.1.9渗洞
缘故是六价铬去胶渣液吞掉夹层玻璃表层的硅氧层后而发生铜层的堆积渗透到,但不能超出 1 mil。
4.1.10表面层浮离
系因为铜层内应力太,化铜粘合力欠佳,导致遇热后的大面积浮上来。
4.1.11反蚀回
可能是PTH 全过程中小型蚀过多所导致,这时里层会稍有退还,很可能在一次电镀铜时已镶上的化铜层再浮上来,再经电镀工艺的再次加厚型导致浮上来部分及的墙面或者材料部分都与此同时电镀铜,要很高超的技巧才可以看得出实情。
*留意以上各种各样缺陷,倘若用简易式的手点胶切成片时,还行进一步当心再做水准切成片,做深层次的再证实,但若为圆柱型的宣布切成片时,则束手无策了。
4.2灌过锡的埋孔切成片:
(一般均与288℃,10秒左右之内应力实验)可见到以下各种各样情况:
4.2.1断角(Corner Cracking)
高溫焊锡丝时,木板造成很大的Z方位胀大,若电镀铜层自身的可塑性不太好时,(最少要10%的延展性.062的木板才不容易断角),便会在拐角处被扯断,这时要做电镀铜槽的活性炭吸附解决才可以解决困难,孔铜破裂也很有可能出現在其他部位。
4.2.2环氧树脂凹陷(Resin Recession)
表面层在焊锡丝前都完好无缺,灌锡后因环氧树脂部分硬底化不够,或蒸发逸走,导致部分凹陷自孔铜身后缩下, (见杂志期刊NO6.P30)。
4.2.3压数裂缝(Lamination Void)
情况相近木板A区(商品详情页)环氧树脂凹陷,但此类裂缝却发生在木板的B区(销钉区,或者非埋孔区)比较严重时,乃至发生分层次。
4.2.4配圈浮上来(Lifted Land)
因为强烈的Z方位胀大再泠缩回来后,内应力实验后在配圈外部所造成的浮离,但不能超出1 mil 。
4.2.5吹孔(Blow hole)
由表面层铜层的烂洞处的藏湿在持续高温下汽化吹出 (Outgassing)可以把液锡赶开而产生的裂缝,此类埋孔称作吹孔。
4.2.6里层铜泊微裂
由Z方胀大所造成的,要技艺非常好才看获得的。
4.2.7埋孔的焊锡丝性(Solder abity)的优劣。
4.3斜切成片(45°,30°)
可看得出各固层电导体关系,本层上导间变坏烟尘随流胶挪动的情况,及其表面层与里层较多连接面发生的情况,得用40x实体线显微镜观察,但磨光片的技艺较难,也不容易照像。
4.4水准切成片
简单者先将切样平置,打胶后再以超强力瞬间胶贴上一直立的握片,以便捷拿磨切,此水准法可对简易的竖直切再进一步的证实,但技艺较艰难,要警惕慢磨防止实情误失,尤其是铜泊在1/2 OZ 或1/4 OZ时更要十分慎重才行,稍有高低不平即能错误。水准切成片也看得出去胶渣,孔铜薄厚,打孔粗造等,一般竖直切成片情况并且更能见到平切的独特界面。比如:
4.4.1粉色圈(Pink Ring ,Red Ring, Red Halo)
系打孔姿势过急或PTH的化铜前有酸液攻进变坏层,吞掉氧化铜外露铜金属表层的本色,此粉色圈的尺寸也是一种制造优劣的指标值。
4.4.2包装印刷与打孔中间的指向情况
最非常容易在平切成片平切上见到全貌,平环的最小宽度,是不是有破出(Break out)等状况都需要比直切成片更加清晰及真正。
4.4.3孔铜薄厚的划分也比直切要准。
4.5切孔:
要用40x实体线显微镜观查大半个环形壁的全景图,可以看的更彻底,更贴近实。情,不用用语言表述,下列为切孔的特性。
4.5.1吹孔的具体情况
在喷锡,熔锡的孔内壁,可极清晰的见到,有汽体吹出来的静止不动界面的模样,所有人一看就懂并且印象深刻,比其他文本及语言表达的表述都更加合理强有力。
4.5.2未镀前的初始打孔表面层的情况,如竖向夹层玻璃束被掏空崩的情况,整犁沟发生的情况。
4.5.3通过无电铜(有机化学铜)后,可将身后尽可能磨簿,做led背光法查验铜壁是不是遮盖(Coverage)优良或有烂洞情况。
简易的作法是:
取─500 ml量杯将外壁外边及杯内外边所有集齐胶布,使杯内朝上,杯里放进─小手电筒的光源,并在杯内胶布上做出.一个小长缝,使光源射出去,再将切孔样照的孔脸朝上正压力在光缝起来,由20或40 倍实体线显微镜下可清晰见到表面层夹层玻璃上是不是已盖满了铜层,有一切光斑或若隐若现的光漏出来,即表铜层的遮盖力有什么问题,铜层是不透的,务必黑色才表明铜层已遮盖详细。
5.结果:
切成片对线路板正宛如X光片对医院看病一样,可找到问题的实情,找到生产流水线的苦恼所属,并找到处理的方法。优良的切成片,经常出现意想不到的益处,使做的人有较大的满足感,是故为业内所持续的追求完美及学者也。
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