手動(dòng)微切片法介紹及應(yīng)用

2016-07-141手動(dòng)微切片法介紹及應(yīng)用

（版本：D）大綱手動(dòng)微切片法PTH典型不良微切片的其他應(yīng)用-典型故障2手動(dòng)微切片法手動(dòng)微切片法PTH典型不良微切片的其他應(yīng)用-典型故障3手動(dòng)微切片法42.0適用文件1.0范圍3測(cè)試樣板5.0操作程序4儀器/物料6.0注意事項(xiàng)手動(dòng)微切片法5范圍評(píng)價(jià)壓合系統(tǒng)和PTH的質(zhì)量基礎(chǔ)工藝適用文件IPC-MS-81DASTM-E3測(cè)試樣板2.54mm包含3個(gè)最小尺寸鍍通孔給出了一些切割用具手動(dòng)微切片法6序號(hào)儀器/物料序號(hào)儀器/物料4.1樣板取得方法4.11砂紙4.2安裝模、固定環(huán)4.12拋光布（無(wú)絨布&絨布）4.3光滑、平坦安裝表面4.13拋光膠（0.3~0.04μm）4.4脫模劑（可選）4.14鉆石拋光劑（6~0.1μm）4.5樣品夾（可選）4.15拋光潤(rùn)滑劑4.6金相研磨/拋光系統(tǒng)4.16樣板蝕刻劑4.7帶式砂輪機(jī)（可選）4.17棉球、棉簽4.8金相顯微鏡4.18異丙醇4.9真空設(shè)備（可選）4.19樣板標(biāo)記系統(tǒng)4.10室溫固化灌封材料4.20超聲波清洗機(jī)4.11砂紙包含：180、240、320、400、600手動(dòng)微切片法7樣品準(zhǔn)備安裝金相樣品研磨和拋光測(cè)量評(píng)價(jià)手動(dòng)微切片法85.1樣品準(zhǔn)備

在180、240、320目砂輪機(jī)上打磨樣品，使最終拋光深度在1.27mm的范圍內(nèi)，安裝前去除每一邊的毛刺批鋒手動(dòng)微切片法95.2安裝金相樣品清潔安裝表面→干燥→脫模劑用異丙醇或乙醇徹底清潔樣品做溫度沖擊的樣品切片時(shí)，殘留的助焊劑會(huì)使灌封材料粘性很差→形成縫隙將樣品豎立在安裝環(huán)中。使用樣板支持夾或雙面膠使樣品和底板垂直使待測(cè)面面向安裝表面小心使用灌封材料從一邊將安裝環(huán)灌滿稀釋劑→填滿小孔徑PTH孔使用手套→防止皮膚過敏手動(dòng)微切片法105.2安裝金相樣品灌膠后樣品必須向上保存，孔應(yīng)被灌封材料填滿環(huán)氧灌封材料，需要真空排氣固化后，取出樣品，應(yīng)有的最低品質(zhì)為：灌封材料和樣品間無(wú)縫隙PTH孔灌滿灌封材料灌封材料中無(wú)氣泡標(biāo)識(shí)樣品用永久方法，不被溶劑和潤(rùn)滑劑影響樣品錐度對(duì)厚度測(cè)量影響大：30°角讀數(shù)增大一倍手動(dòng)微切片法11粗磨180目砂紙磨至接近孔壁邊細(xì)磨依次使用240、320、400、600目砂紙磨至孔中心磨盤轉(zhuǎn)速(200~300)r/min拋光粗拋：6μm→1~3μm，磨盤轉(zhuǎn)速(200~300)r/min精拋：0.1μm鉆石或0.05μm氧化鋁，磨盤轉(zhuǎn)速(100~150)r/min微蝕氨水+雙氧水微蝕時(shí)間一般為2~3s5.3研磨和拋光手動(dòng)微切片法125.3研磨和拋光180目砂紙，粗磨至接近孔壁邊大量水洗→防止燒焦、沖走碎片依次使用240、320、400、600目砂紙精細(xì)研磨至PTH中心，過程中大量水洗。磨盤轉(zhuǎn)速度為200~300r/min兩相鄰的研磨，旋轉(zhuǎn)樣品90°，研磨時(shí)間為磨掉前道磨痕時(shí)間的2到3倍研磨平面要在同一水平面上當(dāng)研磨粒子小于30μm時(shí)，變形會(huì)小很多所以，400、600目砂紙，可以延長(zhǎng)研磨時(shí)間手動(dòng)微切片法135.3研磨和拋光用流水沖洗后，用過濾空氣吹干。如果有要求，每一步間使用超聲波清洗強(qiáng)烈推薦超聲波清洗，特別是更精細(xì)的研磨中，在粗拋光前和所有的拋光步驟中印制板特別是溫度沖擊后的環(huán)氧樹脂基材料有這樣特征：包含有隱藏研磨和拋光粒子的氣孔，其中的粒子在普通清洗時(shí)不能除去。但應(yīng)小心過度超聲波清洗會(huì)破壞樣品，即使多一分鐘的清洗，也會(huì)破壞拋光表面。手動(dòng)微切片法145.3研磨和拋光用6μm鉆石研磨劑、硬度低或無(wú)絨毛的布粗拋光樣品仔細(xì)檢查，確保除去600目砂紙的磨痕如果有要求，使用超聲波清洗用1~3μm鉆石研磨劑、硬度低或無(wú)絨毛的布繼續(xù)拋光樣品如果切片已經(jīng)磨水平，通常用中等壓力拋光幾分鐘就很有效以上拋光，轉(zhuǎn)速度為200~300r/min手動(dòng)微切片法155.3研磨和拋光最后拋光使用軟織布或中絨毛布、1~0.1μm鉆石拋光劑、0.05氧化鋁或其他氧化物若拋光劑為氧化物或二氧化硅，低到中等壓力拋光10~20s當(dāng)使用鉆石拋光劑和軟織布，可能需要幾分鐘通常使用拋光速度為100~150r/min典型的拋光劑：6μm、1μm、0.04二氧化硅膠或0.05μm氧化鋁其他的拋光劑：6μm、3μm、0.25μm的鉆石研磨膏手動(dòng)微切片法165.3研磨和拋光警告：使用絨布可造成差的邊緣保持力，組織間高低不平，因?yàn)樗涌炝宋镔|(zhì)去除的速度鉛錫合金和更軟的灌封材料的磨去速度要比銅或玻璃布基材快絨布的絨越長(zhǎng)，影響越大需要縮短研磨時(shí)間和充分的潤(rùn)滑，并在最后的拋光中用小一些的壓力手動(dòng)微切片法175.3研磨和拋光用中性熱肥皂水或溶劑洗，并吹干檢查的重新拋光。如果需要，用6μm鉆石膏開始研磨，直到：沒有大于被最后的拋光膏引起的磨痕樣品不高或低于安裝材料沒有銅渣鍍到PTH或基材中切片平面在孔中心幾乎沒有可見的，由準(zhǔn)備引起的基材玻璃纖維的破壞手動(dòng)微切片法185.3研磨和拋光當(dāng)已經(jīng)獲得要求品質(zhì)的切片，按5.4.1規(guī)定，檢查剛拋光的多層印制板，標(biāo)示內(nèi)層分離懷疑區(qū)為黑線或部分黑線，這些區(qū)域應(yīng)在微蝕后確認(rèn)。用規(guī)定的顯微鏡檢查樣品，這些可能是所有標(biāo)識(shí)為“拋光”和標(biāo)識(shí)為“微蝕”后的一比一相交性。手動(dòng)微切片法195.3研磨和拋光用合適的微蝕液擦切片樣品（見6.4）典型的微蝕時(shí)間為2~3秒，以展現(xiàn)鍍層交界面過度微蝕將造成銅箔和電銅分界線模糊用流水或去離子水清洗，去除微蝕劑用溶劑洗后，吹干手動(dòng)微切片法205.4測(cè)量評(píng)價(jià)使用100倍顯微鏡來(lái)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定要求的值。使用金相像片設(shè)定來(lái)照明觀察區(qū)如果沒有其他規(guī)定，使用200倍顯微鏡作仲裁手動(dòng)微切片法215.4測(cè)量評(píng)價(jià)測(cè)鍍層厚度至少量3個(gè)PTH孔，表面銅總厚也可用同樣樣品截面上測(cè)量記錄測(cè)量鍍層厚度和鍍層質(zhì)量鍍層厚度測(cè)量不應(yīng)在鍍瘤、空洞、或裂縫處測(cè)量手動(dòng)微切片法225.4測(cè)量評(píng)價(jià)質(zhì)量檢查包括如下方面起泡、壓合空洞、裂縫樹脂凹縮、孔壁剝離鍍層不均勻、毛刺、結(jié)瘤鍍層空洞芯吸手動(dòng)微切片法235.4測(cè)量評(píng)價(jià)多層印制板電鍍質(zhì)量還包括：內(nèi)層連接到PTH孔樹脂膠渣玻璃纖維凸出樹脂回縮在拋光好微蝕前觀察樣品切片就可發(fā)現(xiàn)一些電鍍等質(zhì)量問題手動(dòng)微切片法246.0注意事項(xiàng)6.1在灌封前，按ASTM3將樣品鍍一層銅（或其他金屬），可提供良好的邊緣保持力，從而可進(jìn)行更精確的厚度測(cè)量6.2對(duì)更精確評(píng)價(jià)可能內(nèi)層分離，推薦6.2.1和6.2.2包含的程序6.2.1為“重新研磨程序”6.2.2為“機(jī)械/化學(xué)同時(shí)拋光”手動(dòng)微切片法256.0注意事項(xiàng)6.2.1重新研磨程序拋光和金相顯微鏡檢查后，關(guān)掉最后研磨輪通常重新研磨樣品需要大量水，使用600目砂紙，磨輪在和PTH孔壁平行的穩(wěn)定位置，6到8雙循環(huán)足夠除去在拋光時(shí)的互連分離銅渣按照5.3.3到5.3.7，清洗、干燥并拋光樣品，然后用金相顯微鏡重新檢查是否存在互連分離微蝕后，重新檢查是否互連分離和其他特征手動(dòng)微切片法266.0注意事項(xiàng)6.2.2機(jī)械/化學(xué)同時(shí)拋光使用95%的二氧化硅膠和5%體積比的雙氧水（30%濃度）混合物，和抗化學(xué)藥水拋光布，進(jìn)行機(jī)械和化學(xué)同時(shí)對(duì)樣品的研磨機(jī)械拋光過度，將會(huì)有很多劃痕化學(xué)拋光過度，將會(huì)過蝕要求有最優(yōu)平衡狀態(tài)手動(dòng)微切片法276.0注意事項(xiàng)6.3為獲取更多對(duì)互連分離的觀察，在水平盤上重新研磨和拋光（垂直于原垂直平面），檢查半圓周表面當(dāng)分離影響少于50%的內(nèi)層厚度（標(biāo)識(shí)為垂直切片），這種方法成功率比較低手動(dòng)微切片法286.0注意事項(xiàng)6.3微蝕液25ml氨水（25%~30%）、25ml雙氧水（體積比3%~5%）需要較長(zhǎng)時(shí)間微蝕時(shí)，使用25ml蒸餾水或過濾水稀釋溶液使用前等待5min，每幾小時(shí)更換藥水還有其他微蝕液，參考IPC-MS-810等IMC微蝕液，25ml鹽酸/硫酸（5%）、25ml乙醇（95%），可適當(dāng)加水稀釋，已防止過蝕。手動(dòng)微切片法29一、謹(jǐn)慎&耐心切片前要確認(rèn)清楚；切片操作要有耐心二、膽大&心細(xì)不關(guān)心部分大膽研磨、每道程序間仔細(xì)確認(rèn)三、創(chuàng)新&延伸不局限于PTH切片；當(dāng)做一種工具PTH典型不良手動(dòng)微切片法PTH典型不良微切片的其他應(yīng)用-典型故障30PTH典型不良311、內(nèi)層環(huán)寬PTH典型不良322、焊盤起翹注：熱應(yīng)力測(cè)試或模擬返工后，允許焊盤起翹PTH典型不良333、銅箔裂縫-內(nèi)層（C型裂縫）PTH典型不良344、銅箔裂縫-外層PTH典型不良355、鍍層裂縫（孔壁）-E型裂縫PTH典型不良366、鍍層裂縫（拐角）-F型裂縫PTH典型不良377、鍍層結(jié)瘤PTH典型不良388、銅鍍層厚度-孔壁PTH典型不良399、包覆銅電鍍PTH典型不良4010、鍍層空洞PTH典型不良4111、焊料涂層厚度PTH典型不良4212、阻焊膜厚度PTH典型不良4313、芯吸PTH典型不良4413、芯吸PTH典型不良4514、內(nèi)層分離-垂直（軸向）切片PTH典型不良4615、內(nèi)層分離-水平（橫向）切片PTH典型不良4716、盲/埋導(dǎo)通孔的材料填塞PTH典型不良4817、填塞孔的蓋覆電鍍微切片的其他應(yīng)用手動(dòng)微切片法PTH典型不良微切片的其他應(yīng)用-典型故障49微切片的其他應(yīng)用501、MLCC之機(jī)械裂紋1）熱應(yīng)力失效2）SMT不良3）機(jī)械應(yīng)力4）本體不良微切片的其他應(yīng)用512、IMC（IntermetallicCompound）良性：Cu6Sn5惡性：Cu3Sn熱量充足：鵝卵狀熱量不足：短棒狀微切片的其他應(yīng)用523、HIP（Head-in-Pillow）1）回流曲線不合理2）BGA氧化3）應(yīng)力應(yīng)變有鉛錫膏焊接無(wú)鉛