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微切片制作 (一)

08-09 20:50:27 | http://www.5idzw.com | 电路板微切片 | 人气:620
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l         焊 环 浮 起(Lifted Land)  

    由于Z方向的剧烈胀缩,热应力试验后某些板面焊环的外缘,常会发生浮离,IPC-6012规定不可超过1mil。  

l         内 环 铜 箔 微 裂  

    由于Z方向膨胀所引起内环铜箔的微裂,切片手艺要很好才能看得清楚。  

l         通 孔 焊 锡 好 坏    

      

     图14.左图为300X垂直切片所见到内环铜箔上的微裂情形,似乎不是多了不起的毛病若另改做成500X的水平切片时,则整圈性铜箔孔环受到Z方向热胀的撕裂即赫然呈现,虽不致造成短路问题,但至少可靠度就有了瑕疵,其最简单的改善方法就是改用HTE铜箔。  

        

    

    图15.通孔焊锡性好坏与孔铜厚及孔壁破洞大有关系。左上图系笔者十五年前所做的八 层军用板,孔铜竟厚到2mil以上,今日看来未免觉得过分紧张。右二50X图为零件脚插焊接时,因孔铜厚度不足以致焊性不佳,且下图可看出零件脚之焊性也有问 题。  

          

    图16.左100X图为漂锡后其焊锡面(Solder Side)孔环浮离翘起的精彩写真,右为孔铜壁有破窟窿(Void)存在经漂锡时,出现大量水蒸气自破口处喷出的惊心动魄情形,这种会吹气而推开锡体的PTH特称为“吹孔”。  

l         吹 孔(Blow Hole)  

    孔壁铜层存在的破洞处,其所储藏的湿气在高温中会胀大吹出,把尚未固化的液锡赶开而形成空洞,此种品质不良的通孔特称之为吹孔。

3、斜 切 片(45°,30°)  

    可看出各层导体间的互动关系。各层导体黑氧化之粉尘会随流胶而移动,可采用40X实体显微镜或高倍层显微镜去观察。然而研磨平面的手艺较难,也不易照得出精彩的像片。  

        

   图17.左为一种八层板的L2接地层(100X)与右L3讯号线层(200X),两者系出自同一张薄基板,由于是30°斜切,故铜箔厚已夸张变厚了很多。  

4、水 平 切 片  

    简易者先将切样平置,灌胶及硬化后再以强力瞬间胶贴上一小时直立的握点,以方便捏紧进行切磨与抛光。已完成的简易切样还可再做水平切片,以进一步证明缺点之真相。但此手艺却较困难,要小心慢磨以防误失真相。尤其是铜箔在1/2 oz时要非常谨慎才行,稍有不平即将出错。水平切片也可看到除胶渣、孔铜厚度、钻孔粗糙等异常情形。  

          

    图18.左为200X之轻微胶渣(Smear)。右为同一样板之100X水平切片,其孔孔环与孔壁间不规则分布的残余胶渣昭然若揭。  

    水平切片的特殊画面可从粉红圈、孔环也孔间的对准情形、水平孔铜厚度等项目上,看得更清楚体会得更真实。  

5、切 孔  

     需改用40X实体显微镜去观察所余半壁的全景,如此可看得更完全,更接近实情,比断层画面更具说服力,以下即为切口检验的特点:  

l         吹孔的真实情况:在喷锡或熔锡的孔壁上,可极清楚看到有气体吹出的吹口,任何人一看就懂而且印象深刻,比任何文字语言的结实都更有力。  

        

    图19.左为100X之明视切孔图,系采一般截面式显微镜所摄之画面,故只有中间清楚而已。右为切孔以后50X立体摄影,其铜瘤均已实体呈现。  

l         未镀前原始钻孔经除胶渣后的孔壁情形:如纵向玻璃束被挖破挖崩情形,整条犛沟出现的情形。  

l         背光检查:经过化学铜后之孔壁,可将背后板材尽量磨薄,以进行背光法检查铜壁是否覆盖良好或有细碎不连的微破情形。  

          

    图20.在为切孔后再把背板板材削到很薄,而看到孔壁100X的背光情形,右为200X细部真相,其中白色部分即为无铜层透光的破壁。  

在缺乏高倍显微镜时,背光检查简单的做法是:  

  取一500mil烧杯将侧壁及杯底外面全部贴满胶带,设法将杯子架高并使用杯底朝上,杯内放入一小手电筒的光源,并在杯底胶带上割出一条小长缝可使光线射出,再将切孔样片的孔面朝上放置在光缝处,另以20或40倍简易显微镜去观察,即可清楚看到孔壁玻纤布是否已盖满了铜层。凡有任何光点或朦胧的光线漏出者,即表铜层的覆盖力有问题。铜层本身是不透光的,必须全黑才表示铜层已完整覆盖。  

      五、    结 论  

微切片之于电路板,正犹如X光对医生看病一样,可用以找出问题的真相,协助问题的解决,而且还能破解各种新制程与新板类的奥秘。良好的切片常有意想不到的发现,让动手的人时常获得很大的成就感。业界工程师们实应勤加练习与广泛应用才是。  

但为求快速了解板面与孔内之各种故障,以争取解决问题之时效者,则微切片不但耗时,也不一定能凑巧揭露事件的真相。此时良好的“立体显微镜”将是最有力的帮手,可惜业界对比认知甚少,莫忘“实地观察”才是一切改善的开始。

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