PCB微切片演示幻灯片.ppt

,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,物理實驗室,微切片講儀,1,一、概述,电路板品质的好坏、问题的发生与解决、制程改进的评估，,大,都需要微切片做为客观检查、研究与判断的根据,(Microsectioning,此字才是名词，一般人常说的,Microsection,是动词，当成名词并不正确,),。微切片做的好不好真不真，与研判的正确与否大有关系焉。一般生产线为监视,(Monitoring),制程的变异，或出货时之品质保证，常需制作多量的切片。次等常规作品多半是在匆忙,及,经验不足情况下所赶出来的，故顶多只能看到真相的七、八成而已。甚至更多缺乏正确指导与客观比较不足下，连一半的实情都看不到。其等含糊不清的影像中，到底能看出什么来？这样的切片又有什么意义？若只是为了应付公事当然不在话下。然而若确想改善品质彻底找出症结解决问题者，则必须仔细做好切取、研磨、抛光及微蚀，甚至摄影等功夫，才会有清晰可看的微切片画面，也才不致误导误判。,2,二、分类,电路板解剖式的破坏性微切法，大体上可分为三类：,1,、微 切 片,系指通孔区或其他板材区，经截取切样灌满封胶后，封垂直于板面方向所做的纵断面切片,(Vertical Section),，或对通孔做横断面之水平切片,(Horizontal section,），都是一般常见的微切片。,若以孔与环之对准度而言，纵断面上只能看到一点，但横断面却可看到全貌的破环。,200X,之通孔直立纵断面切片,100X,通孔横断面水平切片,3,2.,微切孔的制作方法,:,小心用钻石锯片将一排待檢通孔自正中央直立剖成两半，或用砂纸将一排通孔垂直纵向磨去一半，置于,10X,的显微镜下,在全视野下观察剩余半壁的整体情况。,(,切片厚度為,1-2,毫米,),背光切片,(Back Light),4,3,、斜 切 片,多层板填胶通孔，对其直立方向进行,45,或,30,的斜剖斜磨，然后以实体显微镜或高倍断层显微镜，观察其斜切平面上各层导体线路的变异情形。如此可兼顾直切与横剖的双重特性。,(,此種切片作起來很困難,也不易觀察,),明视,200X,之斜切片,暗视,200X,之斜切片,5,三、制作技巧,微切片需填胶抛光与微蚀,才能看清各种真实品质,.,以下为制作过程的重点：,1,、取 样,(Sample culling),以特殊专用的钻石锯自板上任何位置取样，或用剪床剪掉无用板材而得切样。注意后者不可太逼近孔边，以防造成通孔受到拉扯变形。此时，最好先将大样剪下来，再用钻石锯片切出所要的真样，以减少机械应力造成失真。,(,本廠是採用金相切片機及沖片機取樣,),2,、封 胶,(Resin Encapsulation),封胶之目的是为夹紧检体减少变形，系采用适宜的树脂类将通孔灌满及将板样封牢。把要观察的孔壁与板材予以夹紧固定，使在削磨过程中其铜层不致被拖拉延伸而失真,(,封膠形式有很多種,本廠是,购买现成的压克力,成型模塊,，将,待檢切片固定在模塊槽中,灌入,冷凝,胶,封膠,。,),6,3,、磨 片,(Crinding),在高速转盘上利用砂纸的切削力，将切样磨到通孔正中央的剖面，亦即圆心所座落的平面上，以便正确观察孔壁之截面情况。研磨時注意順著口子磨保持方向一致,:(1),先用,240#,沙紙,粗磨到通孔的開口位置止,.(,注意研磨過程中适量冲水,以方便减热与滑润。,)(2),改用,600#,沙紙磨到“孔的,1/3,位置”并伺机修平改正已磨歪磨斜的表面。,(3),改用,1200#,沙紙細磨到“孔的,1/2,位置”所预设“指示线”的出现，并伺机修平改正已磨歪磨斜的表面。,(4),改用,2500#,沙紙打磨去除粗糙表面“孔的,1/2,位置”所预设“指示线”的出现,1/2,位置，并伺机修平粗糙的表面。,7,4,、抛 光,(Poish),要看清切片的真相必须仔细抛光，以消除砂纸的刮痕。,(1).,拋光時首先將拋光粉和水對調,約,4-5,勺拋光粉裝入,0.5,升的拋光瓶內加滿水用力搖,1-2,分鐘,將水與粉融合,.,故名拋光液,.(2).,將拋光絨布打湿,將抛光液倒入適當在絨布上,進行拋光,(3).,拋光時要保持與孔的方向一致,這樣可以避免受力方向不同造成的拉傷,.,拋光,1-2,分鐘,拋亮即可,.,拋光良好無刮傷的良跡,8,5,、微蚀,(Microetch),微蝕液的配比,:,5,10 cc,氨水,+45cc,纯水,+2,3,滴双氧水,将抛光面洗净擦干后即可进行微蚀，以界分出金属之各层面与其结晶状况。用棉花棒沾着微蚀液，在切片表面轻擦约,2,3,秒锺，,2,3,秒后立即擦干，否則銅面會變色氧化,良好的微蚀将呈现鲜红铜色,.,适當微蚀,微蚀不足,微蚀过度以致铜面出现氧化变暗,9,6,、照像,原切片若為,100,分時,則由顯微鏡下看到的倒影,按顯微鏡的性能只可看到,85%-95%,的程度,而用照相機照下來時,也只有,85%-95%,照像最難處在焦距的對準,此點困難很多,.,要做到對準很難,但為記錄溝通起見,照相是最好的方法,.,焦距適當,焦距不適當,10,四、判读,微切片可以檢驗到的項目有,:,4.1,、空板通孔切片,(,含喷过锡的板子,),可看到各种现象有：,板材结构、孔铜厚度、孔铜品质、孔壁破洞、流锡情形、钻孔对准、层,间对准、孔环变异、蚀刻情形、胶渣情形、钻孔情形,(,如挖破、钉头,),、,灯芯渗铜、孔铜拉离、反蚀回、环壁互连品质,(,ICD,),、粉红圈、点状孔,破,(,Wedge Void,),等，,因整孔剂浮游颗粒而发生的镀铜空心瘤,纯钯直接电镀与镀铜后所发现的粉红圈与楔形孔破,(Wedge Void),11,4.1.1,孔銅厚度,孔銅厚度至少在,0.8mil,以上,微蝕良好時可清楚的看出一次銅二次銅甚至厚化銅的層次,要注意有些制程會出現孔銅厚度差別很大的情形,由切片上左右兩條銅壁厚度可明顯的看出,.,鍍層均勻,鍍層不均,线路电镀负片法,之孔铜是由化学铜、一铜与二铜所共组成,正片法全板电镀铜,系在,PTH,孔壁金属化之后（如化学铜或其他各种直接电镀法），即全板镀铜直到完成孔壁铜厚之要求随即以干膜进行盖孔式（,Tenting,）的影像转移，再直接蚀刻,.,一 铜,二铜,化学铜,12,4.1.2,孔銅完整情形,1.,銅瘤 是否有銅瘤,(Nodule),夾雜物,(Inclusion),孔口之階梯式鍍層,(Step plating),及銅層結晶情形,.,一銅鍍銅不均形成的铜瘤,鑽孔毛刺造成,鍍一銅時,形成的瘤狀,13,毛头若出现在非插件孔用途的孔口，只要不断落,可能造成短路的危机,.,但對插件孔而言，會造成困扰,.,由铜箔延伸出所造成的瘤,.,一銅鍍銅不均形成的瘤,因镀铜过程中有固体粒子附形成的瘤,机械刷磨消除孔口之铜层毛头时，然会经电镀铜的额外增时常只将毛头压入孔中并未真正剥除。当厚，终至形成孔口的塞孔铜瘤,.,因镀铜过程中有固体粒子附著，再被铜层所加厚造成的瘤粒，与钻孔并无关系,.,14,如圖附著物是一铜开始不久就附上，再被后续包围而成的夹杂物。须知槽液中各种浮游固体粒子常会著落而成镀瘤（注：垂直挂镀的板子，其孔内流速很小，愈是深孔愈糟糕）,薄膜状外来物或未除尽之原来不良皮膜会在板面铜层上被后来镀层所包围,夹杂,15,孔壁上两个看似摺镀的瘤状物，其实是钻孔挖陷在很厚的镀铜孔壁相互挤紧之下而成的一种异常,空虚鸿沟原因是铜面钝化膜清除尽致使附著力不敌热应力而出现的異常,一铜槽液中有导体粒子附在孔口影像转移后续镀二铜时所包夹填补而成,一铜后有非导体粒子附在孔口，以致二铜与锡铅都镀不上,16,以上三图分别为同一位置放大,100X,、,200X,、,500X,的切片情形，从小心抛光及仔细微蚀的画面上，可清楚的看到该垂入孔内的大尾巴，是从电镀铜槽液中浮游物陷入孔内，经镀铜包围后所延伸出来的,.,经抛光微蚀后發現此孔塞问题来自镀铜制程的管理不当与药水的質量的問題,.,17,4.13,孔壁镀铜层破洞,(,孔破,),IPC-6012,对“孔壁镀铜层破洞”称之为,Plating Void,并指出,Class 2,的板类，在每个试样切片中“只允许出现一个破洞”，且还须符合规定，即：,一、不管镀层破洞的长度或大小，每个切样上只许出现一个。二、所出现的破洞不可大于板厚的,5,。三、孔壁与各内环交接处不可出现镀层破洞。,四、不许出现环状孔破（,Circumferantial Void,俗称,Ring Void).,一旦出现破洞者，还需自同批板中另外加做切片，当后者完全不再出现孔破时，上述有,孔破,的试样才能允收。,IPC-6012,在此种规格中似乎不够严格，当杯状的孔铜壁有破洞时，可能会对插焊的填锡喷气，而推开液锡造成吹孔（,Blow Hole),。但此等孔破对通孔另一种功能的,互连,导通影响并不大。,發生孔破的原因主要有,:,一、钻孔粗糙挖破玻织布，以致深陷处不易完成金属化及电镀铜层。,二、,PTH,前处理不良，以致局部化学铜层或直接电镀层等，无法有效建立导电的基地，电镀铜自然也不易进入。,三、直接电镀处理不良，或事后又出现脱落，此时通孔中间常出现环状孔破。,四、楔形孔破（,Wedge Void),或称“连续点状孔破”，将另阅专文讨论。,五、镀铜孔壁原本良好，但事后又被其他制程（如锡铅层不良）所弄破甚至咬断者，,18,因鑽孔不良導致的孔破,因由于,PTH,或化学铜不良導致的孔破,由直接電鍍活化不良所形成的破洞,树脂表面活化不足导电不良造成的孔破,19,1,、油 默 阻 剂,(,湿膜阻剂,),完成一次铜才加印油墨阻剂，再镀二次铜与锡铅后所做之切片,.,由此可了解油墨阻剂的边缘是扁平渐薄的。致使二铜与锡铅很容易就横向增加宽度而将油墨包夹其中,剥膜及蚀刻后尚未熔锡之画面,其二铜与锡铅之横向扩镀,网印负片法熔锡后的切片,4.14,流錫情形,可看到毛細現象的半月形流錫的結果,最高境界可看到銅錫合金,(IMC),的,50,微吋的特殊夾層介于銅錫之間的白色長條薄層,.,20,由圖可以看出二铜镀得特别厚，不但超越油墨而且还侧爬颇远,孔环外缘截面呈现缺口,2,、干 膜 阻 剂,此,200X,画面的油墨阻剂,(,如同墙壁,),出现异常，致使二次铜一开始往墙外恻向伸出，有了镀铜层在非导体表面建立基地，锡铅镀层当然就毫不客气顺理成章的成长，其结果不免造成板子的报废。,4.1.5,对準情形,可由孔壁兩側的內層長短情形看出層間對準情形及鑽孔與印刷之間的對準情形,.,層間對準良好,層間對準不夠好,21,4.1.6,蚀刻因子,可看到側蝕,(undercut),及算出蝕刻因子,也可看到印刷或乾膜的側壁情形,.,所谓蚀刻因子,(F),系指向下的蚀深,V,，除以侧蚀,X,所得商值,F,之谓也,(F=V/X),。而,X,定义是指“从阻剂边缘横量到最细铜腰之宽距而言”,V,X,同一孔壁处被咬薄的放大特写镜头，其两端虽已塞有绿漆，但可能仍留有细缝，造成蚀刻液的毛细渗入而局部咬薄的现象。,22,由于过度蚀铜而未将铜盐彻底去掉，以致造成化学镍层的浮离，或进一步掏空现象,铜面前处理不良时，化学镍虽可镀上去，但当镍层之内应力太大时，产生浮离现象,23,4.1.7,胶渣,可看到除膠渣或回蝕,(Etch back),的情形,過度除膠造成玻璃突出孔壁粗糙以致孔銅不平整也可能造成吹孔,除膠渣不足時,內層與孔銅之間有黑線分隔,(,Separation,),出現,.,由于,FR-4,环氧树脂的,Tg,约在,1300C,左右，而钻孔时钻针与板材强力摩擦所产生的温度甚高，又因玻纤树脂与碳化钨（,Tungsten Carbide,）均为不良导体，故累积的热量常使得孔壁瞬间温度高达,200C,以上使得部份树脂被软化而成为胶糊，随着钻针的旋转而涂满孔壁，各内孔环的侧铜面也自不能幸免，冷却后变成胶渣,(Smear),膠渣會影響孔环与铜壁的互连,IPC-6012,对此明文规定,:,过份除胶渣所造成的回蚀深度的不可超过,1mil,。,内层孔环与孔壁之间有未除尽的残余胶渣,24,镀上的铜壁又被拉开的情形,一面镀一面不断被拉开的情形,重铬酸过镀除胶渣造成孔壁表面的树脂全部溶出，其缩陷造成断点整齐的玻纤束突出,除膠渣良好圖片,25,未做除胶渣的双面板孔铜壁经喷锡后退即出现了罕见的严重拉离,(Pull Away),通孔直立切片上看到的不管是原本就存在的胶渣,(Smear),分离，或是后续高温中才发生的分离，甚至互连处部份夹杂物或分离等，,IPC-6012,在表,3-7,中对,Class2,的板类也规定一律不能允收,26,4.1.8,鑽孔及壓板,孔壁是否有粗糙度及挖破情形,釘頭是否超過,50%,壓板后介電層是否太薄,(Dielectic thkness).,1.,孔粗糙度,孔壁粗糙是因為钻孔而造成不良,其中又以钻针情况不佳为主因。,说的更仔细一点，那就是针尖上两个第一面（,First Facet,）的切削,前缘（,Cutting Lips),出现崩破（,Chipping),，无法顺利切削玻璃束所,致。或针尖外侧两刃角（,Corner),崩损磨圆，失去原来直角修整孔,壁的功能,在破烂刀具的又劈又撞情形下，经常会把迎面而来的纵,向玻织束撞成破裂陷落的坑洞，不过横向撞折断者则尚可维持平,坦。下附各图中读者可清楚的看到其孔壁放大的细部情形,纵向纱束被劈散成坑,27,过度钉头几乎一定会出现较大的挖破，出自钻孔的纵向玻璃纱束之挖破，除与钻针尖部的,刃角,损耗有密切关系外，也与钻针的偏转（,Run Out),或摇摆（,Wobble),有关,过度除胶引起的孔壁粗糙度,轻微的撞破引起的孔壁粗糙度及釘頭,28,由于玻织纱束中的破洞造成的孔壁粗糙度,画面右边的黑洞及中央的断层，由于落差太大连化学铜与一次铜都镀不上，可见粗糙之严重性。这种由于玻织布中断纱太多而不良的基材板，进而又造成孔壁的粗糙，並不是鑽孔造成的粗糙度,因鑽針不够锐利撞断,“,某一,”,画面上,“,立式,”,纵向的玻织纱束而造成的孔壁粗糙度,29,因钻孔不良而引起的孔壁粗糙,(,挖破,),為減少因鑽孔不良引起粗糙度,PCB,正厂对钻针与钻孔的管理原则,是,：,一，“,0.062”,厚的板子一般叠三片高；,二，全新钻针经,1500,击（,Hits),后重磨；,三，后续每,1500H,重磨一次，共两次，连新针共重磨三次即报废。,本廠的孔壁粗糙度的允收標準為,:,鑽孔粗糙度,1,0,00,u,”,電鍍孔壁粗糙度,ENTEK,要求,1,0,00,u”,喷锡板要求,1500,u,”,30,2.,釘頭,MIL-P-55110E,规定多层板内环之钉头宽度不可超过该铜箔厚度的,1.5,倍,钉头的起因是出于钻针的过度损耗，或钻孔作业管理不良，使得钻针在穿孔过程中，并未对铜箔做正常的切削，而是用不利的钻针在强迫切削穿过之际，同时也对铜箔产生侧向推挤的动作，致使所形成孔环的侧壁，于瞬间高温及强压下被挤扁变宽而成为钉头。,钻针情况最好时，其所切削过的孔环侧缘并未受到不当的挤压，因而铜箔截面宽度與銅箔寬度一致,受到高温推挤变形而造成的钉头,钻孔动作中高速旋转的钻针最后与孔壁接触者为,刃角,（,Corner),当其呈现,900,时切削效果最好，一旦变圆后即容易出现钉头,31,釘頭,釘頭,釘頭,釘頭,釘頭,32,3.,壓板介電層,基板介電層太厚或太薄,會引響阻抗值和板厚,插件時會造成困擾,.,良好的介電層不會引響板子的成功,.,33,4.1.9,滲銅,原因是六價鉻除膠渣液吃掉玻璃表面的矽氧層後而出現銅層的沉積滲入,但不可超過,1mil,此圖,200X,可清楚看到玻織布的突出以及滲銅,都是出自孔口磨刷過度,邊外環的銅箔都磨薄了,.,鑽孔時,玻織布鑽落鍍層滲入,.,斷紗造成滲銅,.,34,4.1.10,孔壁浮离系由於銅層應力大,化銅附著力不良,造成受熱后的大片浮起,.,CEM-3,板材仅只喷锡就出了很糟糕的,拉离,孔壁與,PP,分离,35,4.1.11,反回蝕,可能是,PTH,過程中微蝕過度所造成,此時內層會稍有退回,很可能在一次鍍銅時已鍍上的化銅層再浮起,再經電鍍的繼續加厚造成浮起部份及底材部份都同時鍍銅,要很高的手法才能看出真相,.,PTH,一旦微蚀过度即会造成反回蚀，且对黑化层攻击还会造成楔形缺口,反回蝕后因化,学铜强力导通使电镀铜有机会去弥平缺口,36,标准的正回蚀即镀铜孔壁对突出的孔环进行三面包夹式的结合,正回蚀圖片,不过由於酸性电镀铜品质差，出现了相当严重的孔铜狗骨现象,左图反回蚀尚不明显，右图则可见到电镀铜孔壁已深入反回蚀之铜箔环侧，且其结合情形也极好几乎未出现凹陷,37,上三图均为,200X,之反回蚀画面，左图情况较轻微铜箔退缩甚少，中图退缩已增大，右图环面退缩已达,1mil,，且上下两侧缩退颇深，其中下侧之光面黑化层处更为深入，此等斜角在,MIL-P-55001E,中称为,Shadow.,上左二图为,200X,反回蚀较严重之画面，尤其是黑化面斜口之渗蚀深度更为明显，是造成孔壁,Wedge Void,的原始病灶。右,500X,镜头中见到严重反回蚀，但已被化学铜与电镀镀所填平。该镀铜层从两端向斜口处联合进军，二者最后合流（界分线很清楚）并整平该处之凹陷。但左侧空心缺口却未填平。,38,4.2,灌過錫的通孔切片,(,一般均與,288,10,秒鐘之熱應力試驗,),可看到下列各種情形,:,4.2.1,斷角,高溫焊錫時,板子產生較大的,Z,方向膨脹,若鍍銅層本身的延展性不好時,(,至少要,10%,的延性,062,的板子才不會斷角,),就會在轉角處被拉斷,此時要做鍍銅槽的活性炭處理才能解決問題,孔銅斷裂也可能出現在其它位置,.,漂锡孔转角处之一次镀铜已被拉断，但二次铜则完好如初,属部分后分离,.,斷角,斷角,39,4.2.2,樹脂縮陷,(Resin Recession),孔壁都完整無缺，灌錫后因樹脂局部硬化不足,或揮發逸走,造成局部下陷自孔銅背后縮下,見雜志,N06.P30).,美军规范,MIL-P-55110E,规定其,Zone A,感热区出现“树脂缩陷”时，其深度不许超过,3mil,，长度不可超过单壁树脂总长的,40,IPC-6012,曾附图,3,之,Notes 2,中，已明文指出,Zone A,处的树脂缩陷已经无需再检验了，不过日本客户仍坚持此项,缺点,不能允收,經高溫后树脂內縮,40,典型弧状的,树脂缩陷,铜壁自基材上,弹开,Blip),“,弹开“、,后分离“、,树脂缩陷,41,4.2.3,壓合空洞,(Lamination Void),压合空洞（,Laminate Voids,称基材空洞）系指多层板的高热,Zone A,区以外的板材中，发生的不良空洞,此种不良的原因可能是树脂聚合度不够，或挥发物并未全数赶光，而在后续高热中又再发生变化而形成,.,情形類似板子,A,區,(,熱區,),樹脂下陷,但此種空洞卻出現在板子的,B,區,(,壓板區,或非通孔區,),嚴重時,甚至出現分層,.,基材空洞,(,暗示圖,),42,基材空洞（,Laminate Voids),多半是来自压合时，气泡还不及赶出板外之前树脂已经硬化，致使气泡残留板中而造成空洞。这种空洞一旦被钻孔撞个正著，就成了不折不扣的孔破。,基材空洞,(,暗示圖,),基材空洞,43,4.2.4,孔環浮起,(Lifted Land),通孔经过漂锡、波焊（,Wave Soldering),时，直接与高热“液锡”接触之焊锡面（,Solder Side),，会立即接受到大“批”的热量，产生,X,、,Y,、,Z,三方面的剧烈膨胀,再冷縮回來,熱應力試驗后在配圈外圍所發生的浮离,但不可超過,1mil.,漂锡孔口的孔环不但驾空浮离，并出现严重长串的铜壁,弹开,漂锡孔口出现外环浮离，使得转角处一铜与铜箔之间发生分裂,44,以下是一些孔環浮離的圖片,漂锡孔口两次镀铜层均自铜箔环面上被硬拉扯开,焊锡面孔口浮离处可见到一铜被拉裂,焊锡面孔口浮离处到一铜被拉裂、外环一铜断裂、一铜与外环铜箔侧面也被拉开且内环上树脂缩陷,45,4.2.5,吹 孔,(Blow hole),由孔壁銅層的破洞處的藏溫在高溫下氣化吹出,(Outgassing),能把液錫赶開而形成的空洞,此種通孔称之为“吹孔”。,50X,100X,200X,1000X,孔口被咬断圖片,由,1000X,倍圖片可以看到,断口（渗口）呈现阻剂逐渐消失而扩大蚀透之圆滑截面，并也能看到一铜与二铜之间蚀入的楔形缺口。,使得镀上的孔壁又被后续所咬破或咬断。,此种被咬破咬断的孔铜壁，不但会造成插焊时的吹孔，严重时还会造成组装某些孔铜的全断，以至无法完成“互连”而报废,.,因金属阻剂不良而造成的孔破原因可能是在孔中央处銅镀不上去或镀层太薄，致使蚀刻中挡不住药水的攻击而造成咬断。其斜坡式的断口与板面线路的侧壁完全相同，故可明确的指出是后来被咬断的,.,46,4.2.6,内層銅箔微裂,IPC-6012,将多层板漂锡试验所发生的内环破裂或微裂称为,Type Crack,对于电脑板类是不能允收的,内环,之破裂大多发生在漂锡那一面的次内层,IPC-6012,将多层板漂锡试验所发生的内环破裂或微裂称为,Type Crack,对于电脑板类是不能允收的,内环,之破裂大多发生在漂锡那一面的次内层,发生的原因是由于该内层铜箔耐不住高温热应力的拉扯，只要改用,高温延伸率（,1800C,，,2,以上）及格的铜箔就能过关,.,內環破裂,輕微內環破裂,47,以下是一些內環破裂的圖片,48,互连后分离,多层板各内层孔环与后来之铜孔壁完成互连后（,Interconnecting),还要耐得住后续各种高温考验而不分离才算合格,通常模拟方法即“,288C,十秒钟之漂锡”即热应力试验或漂锡试验（,Thermo-Stress Test or Solder Floating Test),美式规范（如,IPC-6012,或,MIL-P-5511OE,）都只要求一次漂锡，但部分日商客户却要连做五次才行,IPC-6012,中規定通孔热应力漂锡后各内环与孔壁之互连处不可分离,产生后分离的原因主要是内层孔环之侧面，在化学铜或直接电镀之前，就可能存在氧化物或钝化物皮膜，使得二者附著力不够牢靠所致,漂錫后的互連分離,49,铜壁自铜环上强力拉开尚未全离且因镀铜深入楔形缺口,铜壁自铜环上强力拉开尚未全离且因镀铜深入楔形缺口,铜壁被热应力强力拉离,铜孔壁被强力撕开后仍有輕微的連接,镀铜孔壁与铜箔孔环之间的拉离，完全是出自两次电镀铜本身的内应力，超过对铜箔孔环侧缘之附著力所致，由于尚未进行漂锡，故与热应力无关,50,铜壁与孔环之间并未完全拉开，而局部拉开所隆起的部分还造成整体铜壁的轻微突出,漂锡孔在强大热应力的拉扯下，使一铜与二铜之间发生轻微的分离,IPC-6012 Class 2,与,Class 3,板类，不能允收此种分离,漂锡孔转角处之一次镀铜已被拉断，但二次铜则完好如初,属,部分后分离,51,孔铜制程后分离圖片,(,镀完铜或半镀即呈现,微分,，再续镀之下即成了真正的,分离“,),微分圖片,分離圖片,漂锡试验后环壁之间产生沟分且出现树脂缩陷,环壁分离,52,4.2.7,通孔焊锡,(Solder abity),的好坏,通孔焊锡性好坏与孔铜厚及孔壁破洞大有关系,(,由下圖可以看出,因孔铜厚度不足以致焊性不佳，且可看出零件脚之焊錫性也有問題,),4.3,斜切片,(45,，,30),可看出各层間导体之间的关系,本層上導間黑化粉尘随流胶移动的情形,以及孔壁與內層較多接合面出現的情形,要用,40 x,實體顯微鏡觀察,但磨片的手藝較難,也不易照像,.,53,4.4,水 平 切 片,簡易者先將切樣平置,灌膠后再以強力瞬間膠貼上一直立的握片,以方便拿磨切,此水平法可對簡單的垂直切再進一步的證明,但手藝較困難,要小心慢磨以防真相誤失,尤其是銅箔在,1/2OZ,或,1/4OZ,時更要非常謹慎才行,稍有不平即能出錯,.,水平切也看出除膠渣,孔銅厚度,鑽孔粗造等,一般垂直切片情形而且更能看到平切的特殊畫面,.,例如,:,孔环与孔壁间不规则分布的残余胶渣,54,4.4.1,粉红圈（,Pink Ring,Red Ring,Red Halo),係鑽孔動作太猛或,PTH,的化銅前有酸液攻入黑化層,吃掉氧化銅露出銅金屬表的原色,此粉紅圈的大小也是一種制程好壞的指標,.,粉红圈（,Pink Ring),一般會造成楔形孔破,水平切片由薄胶片透视之粉红圈,呈点状环列于孔壁之楔形孔破,黑氧化太厚容易形成粉红圈,55,薄铜在无反回蚀下所见到的,Wedge Void,稍出现回蚀之间楔孔破,稍有回蚀下所出现的严重缺口，稀硫酸不但将铜箔光面的黑氧化层吃完而深入板内，且连缺口处的铜箔本身已予以蚀薄，造成很宽的离沟,56,大型之间楔缺口，在两次镀铜中均无法完成跨桥填平，反而是各自向粉红圈深处镀进去，丝毫没有交集,经过喷锡之正片法厚铜孔壁，也是在无交集之下各自向粉红圈深处进去,57,左圖可看出的異常有,:,一、互连微裂,二、黑氧化裂口,三、电流变化之镀铜层,四、铜壁弹开,上三圖,分別点状针眼孔破之,50X,、,100X,、,200X,暗视图，左画面的背后半个孔壁上，依稀可看到一圈不反光的鸿沟。另从右图的裂口可窥出似已全断,58,IPC-6012,在对粉红圈（,Pink Ring),有如下的说法：,目前尚无既存证据，显示粉红圈会影响到功能性,Functionality).,粉红圈的出现可考虑是制程或设计方面变异的指标,但却不构成为剔退的原因。对其关心的焦点应集中在压合制程的结合力品质上。,因粉紅圈引起的楔形孔破圖片,59,4.5,切孔,:,需用,10 x,實體顯微鏡觀察半個圓形壁的全景,可看的更完全,更接近實情,.,無需用言語解釋,以下為切孔的特點,.,切孔切片中看到的铜瘤現象,切孔切片中看到的吹孔現象,4.5.1,吹孔的真實情況,(Blow hole),在噴錫、熔錫的孔壁上,可极清楚的看到,有氣體吹出的靜止畫面的樣子,任何人一看就懂而且印象深刻,比任何方字及語言的解釋都更為有效有力,.,60,4.5.2,鑽孔,末鍍前的原始鑽孔孔壁的情形,如縱向玻璃被挖空崩的情形,整犁溝出現情形,.,鑽孔良好,銅薄,上錫不良,吹孔,內層銅箔被挖离，形成整犁溝,61,4.5.3,背光,經過無電銅,(,化學銅,),后,可將背后盡量磨薄,做背光法檢查銅壁是否覆蓋,(Coverage),良好或有破洞情形,.,切片步驟如下,:,1.,將要切片位置的孔切下修邊,.,2.,用,240#,沙,紙,磨到孔的,2/1,位置,.,再將其背面磨薄、約,1-2mm,厚,.,3.,將背光水擦干,放在顯微鏡載物臺,.,選用,10 x,物鏡調好焦距,再打底光,.,4.,跟據顯微鏡讀數對照表進行判定,.(PTH,要求,7,級,厚化銅要求,9,級,.),末打底光之前,打底光之后,、,判定,10,級,無亮點,.,打底光之后,、,判定,8,級,.,62,5.,結論,切片對電路板正猶如,X,光片對醫生一樣，可找出問題的真相，找出生產線的苦惱所在,並找出解決的辦法良好的切片，常有意想不到的好處,使做的人有很大的成就感,是故為業界所不斷的追求及研究者也,63,