微切片制作
微切片制作-(四)微蚀算老几
微切片XXX（四）1.4 微蚀算老几微切片之XXX经仔细抛光后，即需进行小心的微蚀，如此方可使各种金属层次得以清楚的界分开来。
通常微蚀液会因不同金属而有不同的配方，针对铜金属而言，起最理想的配方是“稀氨水+双氧水”(体积比3-10%氨水约300cc，再加上新鲜有效的双氧水2-3滴即可。
早期所用稀硫酸加铬酸的配方，其效果没有氨水法来的好)。
配方虽然有了，要注意有是正确的使用才能呈现出应有的效果。
以下即为笔者多年来的一些实务心得，特据以实报分享读者：1、此种微蚀液一定要用纯水或蒸馏水去配制，不可用含有杂质的自来水，因在00-500X高倍显微镜下，任何不良的蚀液都会造成细部效果的失佳。
不信您可实地加以比较，一试便知真假。
2、所配微蚀液之量不可太多，以30-50cc为宜，因其寿命仅约1-2小时而已。
一旦放置太久双氧水将会失效，此时虽可再加1-2滴做为补充，但效果并没有新配液来的好。
且用过的棉花棒也不可重用，以全新者为宜。
3、抛光面上经微蚀液擦抹后，其铜面将迅速产生微小气泡，此即表示反应已在进行。
来回擦蚀约1-3秒钟后，应立即用卫生纸迅速擦干试净，之后可做显微观察，若效果不足时，再用新棉花棒继续吸液擦抹。
4、若PTH孔样中已有填锡时，由于贾凡尼效应的缘故，会使得铜结晶不易被咬出来。
须改采较低浓度微蚀液及较长时间去小心擦咬，否则铜面很容易过度氧化而变红变暗。
一旦如此则只好再重行抛光及微蚀了。
5、其他金属之微蚀液并无定论，专书中虽曾列有多种配方，但均需实做以找出可行之道，此处不再祥述。
图1.此放大500倍之二图。
左图为尚未微蚀之孔环与孔壁互连画面，只看到模糊的概略影像，分不清孔壁与孔环之铜层组织。
右为同一孔样在6-8%稀氨水约三秒钟的微蚀后,即可见到清晰的画面，二者几有天壤之别。
图2.此为同一孔样同位置处放大200倍之切片，其微蚀前后有判若两人的感觉，连各铜层的厚度也出现真假不同的对比。
至于环壁之间未能除尽的胶渣，更令人有大小不同的感受，由此可知微蚀的重要性。
微切片手册
第二部分：切片的制作程序
&研磨:
1.打开研磨机电源，并调节转速钮 2.在研磨过程中需加入适当之水量帮助研磨。 3.用150目砂纸，将观察孔研磨至孔邊。 4.用600目砂纸，将观察孔研磨至约1/4处。 5.用1200目砂纸，将观察孔研磨至约1/3处。 6.用2000目砂纸，将观察孔研磨至约1/2处。 7.研磨方向应与切片成45角,并不断以90旋转，以确保切片表面完全 研磨。 8.研磨时用力应均匀，防止磨偏。禁止用力过度，导致切片与压克力 胶分裂。 9.在接近孔中心时，应注意防止过磨,检查有无喇叭孔、磨偏及研磨不 够等缺陷
第四部分：導同孔常見異常及允收標准 &.除胶渣不良
圖示一 圖示二 不允收/钻孔时钻针与板材强力摩擦所产生的温度甚高，故所累积的热量常使得 孔壁瞬间温度高达200℃以上，如此一来不免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，各内孔环的內層铜面也自不能幸免，冷却后变成胶 渣導致PTH后殘膠不能除盡
自動取樣機
手動取樣機
第二部分：切片的制作程序 &封胶:
1.将沖切下來的切片试样用吹风机吹干,并卡于灌胶模内(或以双面胶将 切片研磨边固定于塑料灌胶模内),竖直固定。 2.将压克力粉与硬化剂(约1:1)调和均匀，缓慢注入灌胶模，并检视无气 泡后，自然固化约15分钟。 注意事项： 1.若切片孔内存有气泡，则用棉花棒沿切片边缘来回移动，直至赶出气 泡为止。 2.固化时间必须充足，否则研磨时，会导致切片与压克力胶分裂。
B
第七部分：切孔的判讀
項目 允收規格及說明 圖片說明
粗糙度
≦1.2mil
回蝕
0.2-3 mil
第七部分：切孔的判讀
項目 允收規格及說明 圖片說明
PCB微切片制作及缺点判读简介
3. 切片判断
3.13 回蚀（Etc back） 针对孔璧内层铜环上下对其介电层加以移除而退回之部分,铜孔壁与突 出内层孔环形成三面包夹结合, 但如过度回蚀造成孔壁粗糙也会导致应 力断裂可能
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3. 切片判断
3.11 金属层与通孔孔壁的介电层间距
IPC:金属层自孔壁退后形成导体 间距>0.1mm或优于采购文件
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3. 切片判断
3.12 灯芯效应（Wicking）
通常是结合力不好或者是钻孔等导致玻纤之间结合不 好，电镀时，药水渗入，形成灯芯状。
IPC:渗铜未超过0.1mm
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3. 切片判断
3.6 孔铜完整性 有否镀瘤(Nodule), 夹杂物(Inclusion)孔口铜层结晶情形
IPC:不影响孔径
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3. 切片判断
3.7 破洞（孔破）
一个切片只允许有三个破洞出现，破洞是焊锡时吹孔(Blow Hole) 最大原因，另外，会导致产品导致严重的失效。
IPC：1. 不可超过3个破洞 2. 大小未超过总板厚5% 3. 内层孔环与孔璧互连 接口不可出现镀层破洞 4. 破洞</=1/4圆周
NG
OK
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3. 切片判断
3.8 钻孔品质 孔壁是否有孔壁粗糙及挖破情形
厂规:<1.4mil IPC:粗糙未降低孔铜 且孔径符合规格
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3. 切片判断
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2. 切片制作技巧
2.5 微蚀（micro-etch） 空板通孔直切切片一般可看到现象有 to layer registration)、孔环(Annular板材结构、孔铜厚度、孔铜 完整情形、破洞(VOID)、流锡情形、钻孔对准及层间对准(layer ring)、蚀刻情形、胶渣(Smear)情形、叠构及钻孔情形等
金相切片
微切片制作（十三）1.13 孔壁怎粗糙这是业界非常流行的一种说法，笔者时常被问到国际规范对孔壁粗糙是如何检验及允收的。
甚至有很多人以话传话，认为规范中允收的上限是1mil，事实上这全是子虚乌有的传说。
著名的各国际规范中均从未提到过Hole Roughness一词，只有孔铜破洞（Voids)或孔铜厚度不足等。
当然某些供需双方所自行订定的规范则不在此限，且其优先程度也高过国际规范。
"孔壁粗糙"当然是来自钻孔的不良，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。
于是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。
图1 迎面而来纵向纱束被劈散成坑的详情（注意：此切片在采样切板时，剪裁落点太靠近孔体，以致造成内层孔环铜箔被严重拉扯弯曲变形的画面，此样已完成PTH与一次铜，故起伏落差情形更为夸张明显）。
图2 此为六层板之全层通孔，各铜箔内环已明显出现钉头（Nail Heading),并有玻织束被挖破的画面，但这种孔壁钻破与钉头之间似乎并无必然的关系。
注意：切片制作时的灌胶一定要小心，不但一定要填满而且烘烤硬化时也不可太急，以防胶内产生空洞。
如此不但画面不美且还会影响到孔铜厚度的观察与细部真相。
图3 孔壁上虽已出现一个挖破之凹陷，不过铜箔内环并无明显的钉头。
图4 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。
此图可清楚见到钉头已远超过允收规格（钉头宽度不可超过铜箔厚度的1.5倍）。
PCB微切片
明视200X之斜 切片
暗视200X之斜 切片
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)
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
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。
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 .
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
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
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
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)
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
显微镜标本切片的制作方法
1.涂片、铺片、磨片标本的制备涂片标本的制备;涂片（smear）法是常用的一种方法，如血液等可直接涂于载玻片上制成涂片标本，干燥后进行固定、染色及封固。
铺片标本的制备;（stretched preparation）法用于疏松结缔组织、神经等柔软组织或肠系膜等薄层组织，可将其铺于载玻片上，撕开、展平制成铺片标本，待干燥后进行固定染色。
磨片标本的制备;（ground section）法是用于坚硬组织的标本制作，如骨和牙等坚硬组织除用酸（如稀硝酸）脱钙后再按常规制成切片标本外，也可直接将其磨成薄的磨片标本进行观察。
2.切片标本的制备观察机体各部的微细结构时，首先要制成薄片，就是切片法，其中以石蜡切片（Paraffin section）最为常见。
其制备程序大致如下：①取材与固定：取材要尽量以人体材料为主，辅以动物材料。
取得新鲜材料后，切成适当的小块1.0立方厘米大小）立即投入固定剂（fixative）中进行固定，使组织中蛋白质迅速凝固，防止组织自溶或腐败，以保持生活状态下的结构。
常用的固定剂有甲醛、酒精、醋酸、苦味酸、饿酸等。
②脱水（dehydtation）、透明（clearing）与包埋（embedding）:把固定好的材料用乙醇将组织内的水分脱掉，经二甲苯透明后，再浸入已融化的石蜡中进行浸透、包埋。
③切片（section）与染色（staining）：用切片机（microtome）切成5～10μm的薄片，贴于载玻片上，脱蜡后进行染色，最常用的染色法是苏木精（hematoxylin,haematoxylin)和伊红（eosin）染色简称HE染色。
配制后的苏木精染波呈碱性，可使细胞核内的染色质及细胞质内的核糖体等染成蓝紫色，称嗜碱性（basophilia)；伊红是酸性染料，可使多数细胞的细胞质染成粉红色，称嗜酸性（acidophilia）；耐碱性和酸性染液亲合力都不强的，称为中性（neutroPhilia）；④封固（mounting）：切片经脱水、透明后，于切片上滴加中性树胶和盖片进行封固后，贴标签备用。
PCB微切片手工制作
研 磨 、 抛 光 。 Ｉ Ｃ标 准 上 要 求 用 Ｐ
美 制 １ ２０或 １ ≠ ２ ８０≠、 ４０≠、 ３２ 、 ≠ ０
４ ０≠ ６ ０ ０ ≠ 和 ０ Ｎ目 数 砂 纸 逐 步 进 行 研
磨 （ 图 ２）， 然 后 用 ６ ｍ、 １ 如 到 ０． ０５ 图 ｌ 垂 直 切 片 ， 要 求 磨 到 孔 中 心 位 ａ 置 （ 般 允 许 １％ 差 ） 以观 察铜 — Ｏ偏 ， 厚 ，介 电层 厚 和 其他 参 数 或缺 陷 图１ ｂ水 平 切 片 ， 一 般 用 来 观 察 孔 的 钻 孔 对 位 ， 孔 径 和 内 层 铜 的 连 接 状 况 等 ｍ
Ｉ ＰＣ— ＴＭ 一 ６５０ Ｔ ｅｓｔＭｅｔ ｏｄ Ｍａｎ ｈ ｕａ１ ｔｉ ｃｌ ．Ｉ ｎ ｕｄｅｓ ｔ ａｔ ｉ ｓ．ｎｏｔ ｈｅ ｍ ｅｒａｌ ｅｓ ａｎｄ ｅｖａｌ ｉ ｏｒＭ ｉ ｏｓｅｃ ｉ ｓｏ ｕａｔｏｎ ｆ ｃｒ ｔｏｎ ａｌ Ｋ ｅｙ ｏｒ ｗ ｄｓ： ＰＣＢ； Ｔｅｓ ｉ ａｂｏｒ ｏｒ Ｍｉ ｏｓ ｔｎｇ ｌ ａｔ ｙ； ｃｒ ｅｃｔ ｉ ｏｎ
对 多 板 品 质 控 与 工 程 改 善 ， 倒 是 一 种 花 费 不 多 却 收 获 颇 大 的
２１ 镀 通 孔 、研 磨 ．
Ｐ Ｃ Ｂ做 得 最 多 的 为 镀 通 孑 Ｌ
Ｐ ＴＨ （ ａｔ Ｐ１ ｅｄ ＴｈＩｏｕｇｈ Ｈｏ１ｅｓ）的 Ｆ
选 用 ． 烯 酸 树 脂 （ ｃ １ｊ ） 环 内 Ａ ｙ ， ｒ Ｃ 氧 树 脂 （ Ｐ ｙ Ｅ ｏｘ ）或 不 饱 和 聚 酯 树
２ 制 作 过程 ．
微 切 片 制 作 一 般 步 骤 为 ： 取 样 （ ＳａｍＰｌ ｃｕｔｔｉｎｇ）、 封 胶 ｅ
（ ｎｃａＰｓｕ１ Ｒｅｓｊｎ Ｅ ａｔｉｏ ｎ） 、 研 磨
pcb微切片制作及不良分析
p c b微切片制作及不良分析(总12页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除微切片制作（一）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，在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几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。
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。
图1.左为200X之通孔直立纵断面切片，右为100X通孔横断面水平切片。
若以孔与环之对准度而言，纵断面上只能看到一点，但横断面却只可看到全貌的破环。
2、微切孔是小心用钻石锯片将一排待件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般，将此等不封胶直接切到的半壁的通孔，置于20X~40X的立体显微镜下(或称实体显微镜)，在全视野下观察剩余半壁的整体情况。
此时若另将通孔的背后板材也磨到很薄时，则其半透明底材的半孔，还可进行背光法(Back Light)检查其最初孔铜层的敷盖情形。
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.3 胶渣 Smear IPC-A-600H-3.3.12.~ 3.3.13
允收
拒收
拒收
垂 直 切 片
允收
水 平 切 片
拒收
拒收
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.4 孔壁粗糙度 Roughness
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
6. 微蚀
微蚀液的配方是: “氨水+水+双氧水” 配比为：1：1：0.1
观察面上滴微蚀液用棉花棒擦抹后,铜面产生微小 气泡,即表示反应已在进行,来回擦蚀约1~~3秒钟,立刻用 口罩擦干,勿使铜面继续氧化变色. 良好的微蚀将呈现鲜 红铜色,且结晶分界清楚。
7.1 龟裂 Crack IPC-A-600F-3.3.5~3.3.6
允收-孔壁及转角均无裂痕
拒收-镀铜层均有裂痕
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.2 芯吸 Wicking IPC-A-600F-3.3.11
允收
拒收: 芯吸≧4mil
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
5. 拋光
拋光粉
拋光
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
6. 微蚀
微蚀的作用是:分出金属之各层面与其结晶状况 ,效果 不好时抛掉不良铜面重做微蚀 。
微蚀前
微蚀后
微切片制作与检验
具体 1
允收
拒收:粗糙度 ＞ 1mil :
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶
7.5 结瘤 Nodules
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研磨 拋光 微蚀 判读
IPC-A-600H-3.3.7
允收
拒收:影响到孔径:
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.6 树脂內缩 Resin Recession IPC-A-600F-3.1.8
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
1.1 微切片作用
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微蚀 判读
微切片: 是观察PCB內部结构狀 况及內部数据据测量的一种工具, 能有力帮助现场发现问题,解决问题.
微切片制作与检验
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
1.2 微切片分类
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微蚀 判读
微切片可分为垂直切片、水平切片、斜切片及微切片。
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
6. 微蚀
微蚀液
微蚀
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7. 判读
观察及测量用的金相显微镜量
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
孔內铜厚:(A~F) 基板铜厚:G 电镀铜厚:H 表面铜厚: I
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.11 钉头 Nail Heading IPC-A-600H-3.4.2
钉头≦1.5倍铜箔厚度可接受 钉头＞ 1.5倍铜箔厚度拒受
微切片制作与检验
具体 1
热应力后的树脂内缩均为允收
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.7 电镀空洞 Plating Void IPC-A-600F-3.3.9
允收
拒收: 镀层空洞超过一个
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.8 镀层分离 Pullaway
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微蚀 判读
金相胶粉与固化剂的配比为3:1调匀后灌入模具内，3～ 5分钟后即可固化研磨。
微切片制作与检验
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
4. 研磨
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微蚀 判读
研磨用双盘研磨机加上不同目数的砂纸将样品 研磨至孔的
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
3. 灌胶
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微蚀 判读
灌胶的做法有很多种,现列举行业内在用的三种:
3.1 AB胶 + 树脂 3.2 压克力粉 + 固化剂 3.3 水晶胶 + 固化剂
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
3. 灌胶
金相胶粉 + 固化剂
允收
拒收
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.9 玻璃纤维突出Class Fiber Protrusion
允收
拒收:影响到孔径
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.10 銅厚 Copper thickness
注意事项: 在冲取切片时,将待观察的孔放置于冲床凹 槽的正中间位置, 以保证待观察孔的完整性.
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
2. 取樣
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微蚀 判读
切片冲床
冲取好的样片
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
3. 灌胶
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微蚀 判读
灌胶目的: 用样板夹夹紧切片试样减少变形，将通孔灌满 胶，使其在研磨过程中其铜层不致被拖拉延伸而失真。
微切片制作与检验
具休 1
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流程 简介 取樣 灌胶 研磨 拋光
1.3 微切片制作流程
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微蚀 判读
取样
灌胶
研磨
判读
微蚀
拋光
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光
2. 取样
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微蚀 判读
成品取样: 直接冲取最小的过电孔孔数需达到三个或三个以 上，优先选则BGA和密集孔位置.
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
7.12 层压板空洞 Laminate Void IPC-A-600F-3.1.1
允收: 空洞小于或等于 3mil且不违反介质间距 的规定
4. 研磨
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微蚀 判读
双盘研磨机
各种型号的砂纸
研磨时冲水
微切片制作与检验
具体 1
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流程 简介 取样 灌胶 研磨 拋光 微蚀 判读
5. 拋光
在抛光布上加入抛光粉并用水稀释，将转速调至 150~200 转/分,将切片轻微接触拋光布,不断转换方向,直 到砂痕消失切面光亮为止 。
微切片制作与检验