PCB金相切片制作过程1.doc

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1、金相切片制作过程金相切片的制作过程，通过采用大量图片和举例的方式，论述了金相切片技术在印制板生产中的应用，特别是在解决生产中出现质量问题方面的应用。　　印制电路板是电子元器件不可缺少的一部分，广泛应用于电子行业，其质量可靠与否必须通过一定的检测技术来判定。印制板制造工艺复杂，若其中某一环节出现质量问题，将导致印制板报废。那么检验印制板须分过程中检验和成品检验。我们常用的检验手段有用放大镜目检，背光检验等。作为检验手段之一的金相切片技术，因其投资小，应用范围广，而被印制板生产厂家采用。金相切片是一种破坏性测试，可测试印制板的

2、多项性能。例如：树脂沾污，镀层裂缝，孔壁分层，焊料涂层情况，层间厚度，镀层厚度，孔内镀层厚度，侧蚀，内层环宽，层间重合度，镀层质量，孔壁粗糙度等。总之，如同医生用x光给病人看病一样，它可以观察印制板表层和断面微细结构的缺陷和状况。本人在工作中对其有一定了解。现分几方面简述如下：1.金相切片(Microsectioning)的制作过程金相切片制作工艺流程如下：抽取待检生产板→取样→精密切割到符合模具大小→镶嵌→粗磨→细磨→抛光→微蚀→观测　1）生产线上抽取需做金相切片的生产板。　2）用剪床切取试样中心和边缘需做金相切片的部分

3、。　3）使用精密切割机，切割试样到符合装模尺寸大小，注意保持切割面与待观测面平行或垂直。　4）取一金相切片专用模具，将试样直立于模内，让待检部位朝上。取一纸杯将冷埋树脂（固态）与固化剂（液态）按1.4:1体积比混合，搅拌均匀，倒入模具内，直到样品完全浸没，将模具静置10-20分钟，待树脂完全固化。　5）待固化完全后，先用较粗的金相砂纸将样品磨至接近待检部位，再按金相专用砂纸目数由小到大的顺序进行粗磨和细磨。注意要磨到截面圆心的孔中央，且截面上两条孔壁平行，不出现喇叭孔(如图1)，样品表面无明显划痕为止。图1喇叭孔示意（50

4、×）　6）用抛光粉（粒径0.05um），换上抛光布，对待检表面进行抛光处理，使待检表面光亮，无划痕，通过显微镜可观察到平整的待检表面的图像。　7）用微蚀溶液（浓氨水和30%的双氧水按体积比9：1的比例混合）对待检表面进行涂抹处理，时间约10秒钟，然后用清水将表面清洗干净，吹干。　8）将样品的待检部位朝下，平放于显微镜的观测台上，依据待检部位的具体情况，选择适当的放大倍数，直到能够清晰地观察其真实图像为准。2.金相切片技术在印制板生产过程中的作用　印制电路板质量的好坏，问题的发生与解决，工艺的改进和评估，都需要金相切片来作为

5、客观检查，研究与判断的根据。2.1在生产过程质量检测及控制中的作用　印制电路板生产过程复杂，各工序之间是相互关联的，要最终产品质量可靠，则中间环节各工序的半成品板质量必须优良。如何判断过程中生产板的质量状况呢？金相切片技术将给我们提供依据。2.1.1钻孔工序后的孔壁粗糙度（holeroughness）检测　为保证印制板的孔金属化质量，必须对钻孔后的孔壁粗糙度进行检测（如图2）。可做试验板，用不同大小的钻头钻孔，取样后，作金相切片，用读数显微镜进行粗糙度的度量。为了使度量更准确，可将试样进行金属化孔后，再做金相切片。图2左图

6、为多层板孔壁粗糙示意，右图为双面板孔壁粗糙示意。2.1.2树脂沾污和凹蚀效果的检测　印制板钻孔时产生瞬时的高温，而环氧玻璃基材为不良热导体，在钻孔时热量高度积累，孔壁表面温度超过环氧树脂玻璃化温度，而产生一层薄的环氧树脂沾污（如图3）。多层板钻孔后,若不经凹蚀就进行孔金属化，将会造成多层板内信号线连接不通，而影响板的质量。通过制作金相切片，可以检测到凹蚀后，树脂沾污的去除效果，有利于控制多层板的质量。图3左图因有环氧沾污，受热冲击而出现拱形拉离，右图孔壁边缘与内层铜环处因为有环氧沾污而连接不可靠。2.1.3镀铜层厚度检测　

7、镀层厚度往往是客户对印制板的最基本要求，它包括基材铜箔厚度、镀铜层厚度、孔壁铜层厚度、孔壁及表面铅锡厚度（见图4）。GJB对镀铜层厚度要求其平均厚度为25um，最小厚度20um。除可用测厚仪来测铜层厚度外，作金相切片，用读数显微镜也可读取其厚度，从而判断是否符合国军标要求。我厂采用Tiger3000金相图像分析软件，可以准确测出孔内任何一处的铜厚及孔口表面铜层厚度，对孔内镀层的判断更直观。图4镀铜层厚度检测示意，孔铜平均厚度在25um以上。2.1.4镀层状况检测　将全板电镀或图形电镀后的试验板，制作金相切片，可检测孔金属化

8、状况，是否有镀层裂缝，孔壁分层，镀层空洞，针孔，结瘤等（见图5）。图5左图为镀层有结瘤，右图局部有镀层空洞。2.1.5层间重合度检测（见图6）　为保证多层板层与层之间的图形、孔或其它特征位置的一致性，层压工序采用了定位系统。但某些因素的影响，会造成层间的偏离。为此，必须对多层板进行金相切片抽检，以保证其