2016-07-14手動微切片法介紹及應用

（版本：D）1大綱2手動微切片法3手動微切片法5手動微切片法序號儀器/物料序號儀器/物料4.1樣板取得方法4.11砂紙4.2安裝模、固定環4.12拋光布（無絨布&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拋光潤滑劑4.6金相研磨/拋光系統4.16樣板蝕刻劑4.7帶式砂輪機（可選）4.17棉球、棉簽4.8金相顯微鏡4.18異丙醇4.9真空設備（可選）4.19樣板標記系統4.10室溫固化灌封材料4.20超聲波清洗機4.11砂紙包含：180、240、320、400、6006手動微切片法7手動微切片法5.1樣品準備

在180、240、320目砂輪機上打磨樣品，使最終拋光深度在1.27mm的范圍內，安裝前去除每一邊的毛刺批鋒8手動微切片法5.2安裝金相樣品灌膠后樣品必須向上保存，孔應被灌封材料填滿環氧灌封材料，需要真空排氣固化后，取出樣品，應有的最低品質為：灌封材料和樣品間無縫隙PTH孔灌滿灌封材料灌封材料中無氣泡標識樣品用永久方法，不被溶劑和潤滑劑影響樣品錐度對厚度測量影響大：30°角讀數增大一倍10手動微切片法5.3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目砂紙精細研磨至PTH中心，過程中大量水洗。磨盤轉速度為200~300r/min兩相鄰的研磨，旋轉樣品90°，研磨時間為磨掉前道磨痕時間的2到3倍研磨平面要在同一水平面上當研磨粒子小于30μm時，變形會小很多所以，400、600目砂紙，可以延長研磨時間12手動微切片法5.3研磨和拋光用6μm鉆石研磨劑、硬度低或無絨毛的布粗拋光樣品仔細檢查，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、硬度低或無絨毛的布繼續拋光樣品如果切片已經磨水平，通常用中等壓力拋光幾分鐘就很有效以上拋光，轉速度為200~300r/min14手動微切片法5.3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15手動微切片法5.3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，因為它加快了物質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，影響越大需要縮短研磨時間和充分的潤滑，并在最后的拋光中用小一些的壓力16手動微切片法5.3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，由準備引起的基材玻璃纖維的破壞17手動微切片法5.3研磨和拋光當已經獲得要求品質的切片，按5.4.1規定，檢查剛拋光的多層印制板，標示內層分離懷疑區為黑線或部分黑線，這些區域應在微蝕后確認。用規定的顯微鏡檢查樣品，這些可能是所有標識為“拋光”和標識為“微蝕”后的一比一相交性。18手動微切片法5.4測量評價使用100倍顯微鏡來測量標準或規定要求的值。使用金相像片設定來照明觀察區如果沒有其他規定，使用200倍顯微鏡作仲裁20手動微切片法5.4測量評價測鍍層厚度至少量3個PTH孔，表面銅總厚也可用同樣樣品截面上測量記錄測量鍍層厚度和鍍層質量鍍層厚度測量不應在鍍瘤、空洞、或裂縫處測量21手動微切片法5.4測量評價多層印制板電鍍質量還包括：內層連接到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現一些電鍍等質量問題23手動微切片法6.0注意事項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，從而可進行更精確的厚度測量6.2對更精確評價可能內層分離，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“機械/化學同時拋光”24手動微切片法6.0注意事項6.2.2機械/化學同時拋光使用95%的二氧化硅膠和5%體積比的雙氧水（30%濃度）混合物，和抗化學藥水拋光布，進行機械和化學同時對樣品的研磨機械拋光過度，將會有很多劃痕化學拋光過度，將會過蝕要求有最優平衡狀態26手動微切片法6.0注意事項6.3為獲取更多對互連分離的觀察，在水平盤上重新研磨和拋光（垂直于原垂直平面），檢查半圓周表面當分離影響少于50%的內層厚度（標識為垂直切片），這種方法成功率比較低27手動微切片法6.0注意事項6.3微蝕液25ml氨水（25%~30%）、25ml雙氧水（體積比3%~5%）需要較長時間微蝕時，使用25ml蒸餾水或過濾水稀釋溶液使用前等待5min，每幾小時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%），可適當加水稀釋，已防止過蝕。28PTH典型不良30PTH典型不良1、內層環寬31PTH典型不良2、焊盤起翹注：熱應力測試或模擬返工后，允許焊盤起翹32PTH典型不良3、銅箔裂縫-內層（C型裂縫）33PTH典型不良4、銅箔裂縫-外層34PTH典型不良5、鍍層裂縫（孔壁）-E型裂縫35PTH典型不良6、鍍層裂縫（拐角）-F型裂縫36PTH典型不良7、鍍層結瘤37PTH典型不良8、銅鍍層厚度-孔壁38PTH典型不良9、包覆銅電鍍39PTH典型不良10、鍍層空洞40PTH典型不良11、焊料涂層厚度41PTH典型不良12、阻焊膜厚度42PTH典型不良13、芯吸43PTH典型不良13、芯吸44PTH典型不良14、內層分離-垂直（軸向）切片45PTH典型不良15、內層分離-水平（橫向）切片46PTH典型不良16、盲/埋導通孔的材料填塞47PTH典型不良17、填塞孔的蓋覆電鍍48微切片的其他應用49微切片的其他應用1、MLCC之機械裂紋1）熱應力失效2）SMT不良3）機械應力4）本體不良50微切片的其他應用2、IMC（IntermetallicCompound）良性：Cu6Sn5惡性：Cu3Sn熱量充足：鵝卵狀熱量不足：短棒狀51微切片的其他應用3、HIP（Head-in-Pillow）1）回流曲線不合理2）BGA氧化3）應力應變有鉛錫膏焊接無鉛BGA時，若回流曲線不好，再加之應變，非常容易產生HIP52微切片的其他應用4、CAF1）水2）通道3）偏壓5