PCB失效分析切片作业指导书

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1.0目  的：

本操作指导书制定出各状态下PCB切片制作步骤、量测及观测评判标准，指导检验员正确制作PCB微切片并进行观测判断提供规范的操作方法。

2.0 范  围：

本技术文件适用于所有类型PCB切片制作。

3.0定  义

PCB切片：指对PCB通孔区或其他板材区，经截取切样，进行封胶、研磨、抛光后，观测垂直于板面方向所做的垂直切片(Vertical Section)，或对通孔做横断面的水平切片(Horizontal section）进行观测，作为PCB可靠性质量的评估。

4.0 切片制作步骤及方法

4.1 微切片制作

4.1.1 制作流程：预磨→封胶→研磨→抛光→微蚀→量测、观测

4.1.2 制作要点

作业流程	具体步骤说明	注意事项
1.预磨：用240#的砂纸将切片边缘磨平，同时将待测面进行预磨至孔边缘约0.5mm处。		a.预磨时不能将孔磨破，否则会导致后续观测失真。
2.封胶：将预磨过的切片试样粘胶固定放入模具中，再将配好的水晶胶（加入2：1固化剂和催化剂搅拌）倒入模具中缓慢倒入模中进行封胶。静置5-10分钟后，将固化后的水晶胶取出	- Y/ I+ E3 |6 X
3.研磨：使用240#～1000#砂纸将切片研磨到通孔的两行平行孔壁即将出现，研磨中适量冲水以便散热及润滑；再用2000#～2500#的砂纸磨到接近孔中央的位置，同时在研磨过程中伺机修平磨斜磨歪的表面；最后使用5000#的细砂纸微磨，消除切片表面上的刮痕，以减少抛光时间和增加平整效果。4次研磨，第一次用180砂纸研磨，转速700，把胶去掉，能看到产品。第二次用400研磨，转速在700左右，一直要加水，免得在残留物留在切片上，第三次用800的砂纸研磨，切片一定要保证平，不能斜，切片要按着划痕的相反的方向磨（假如切片上的划痕是横那就要竖着磨）也不要用手去或者无尘布去擦拭切片表面，用水冲洗，第四次研磨用1200的砂纸研磨，为了去除表面的痕迹		a.不能过磨及欠磨。 b.研磨过程要用力均匀，不能出现喇叭孔。 从第一步到第四步要不断的去加水在砂纸上，也不要用手去碰切片表面，怕有残留物在表面划伤的产品，切片要按着划痕的相反的方向磨（假如切片上的划痕是横那就要竖着磨）为了去掉痕迹，切片不要用力按在转盘上
4. 抛光：取氧化铝抛光粉一小勺倒入烧杯中加水搅拌成膏状，再调整砂轮转速至150~200n/min,适量滴加抛光膏在抛光绒布上,将切片在抛光布上进行抛光。抛光时间控制在3～5分钟为佳，如果在此时间段不能完全去除切片划痕，需返回5000#砂纸重新研磨，之后再抛光。 4次抛光，用9UM的抛光砂纸配9um的抛光液，第二次用3UM的抛光砂纸配3um的抛光液，第三次用0.05UM的抛光砂纸配0.05um的抛光液，第四次抛光布清洗		a.抛光时常转换方向以利散热，同时可使表面均匀光滑，具有良好的观测性能。 b.抛光后切片须进行清洗，再用纸巾擦干待微蚀观测。 在抛光过程中不能用水抛光，一定要用到抛光液进行抛光，也不要用手去碰切片的表面，每一次抛光时间大概在2分钟左右，转速不变（700左右）清洗用蒸馏水清洗。
5.微蚀：微蚀液配制方法为抛光OK的切片用5%重铬酸钾溶液用棉花棒沾液在切片表面轻擦约2~3秒钟，然后立即用无尘纸擦干。注意微蚀时间不可过长，避免微蚀过度铜面氧化影响判定。，量测孔铜时核对钻孔最小孔径，公差控制10%以内,如果孔径达不到要求或变形时需重新制作。

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4.2 微切片量测

4.2.1孔铜厚度及深镀能力

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4.2.1.1平均铜厚量测：孔壁平均铜厚量测时，需取孔壁上、中、下三个位置量测铜厚(图示六个点)，再计算平均值，即平均铜厚＝（A+B+C+D+E+F）/6。

4.2.1.2局部最小铜厚量测：选取整个孔壁铜厚最薄处进行量测。注：如果最小铜厚处为灯芯，则量测时不能包括灯芯部分，从灯芯最底部量测；如果最小铜厚处为树脂渗入，则量测时不能包括渗入部分，从树脂最底部量测；HDI孔壁铜厚从最薄处量测。如下图所示：

4.2.1.3深镀能力计算

4.2.2孔壁粗糙度

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孔壁粗糙度量测时以树脂面作为基准面，量测粗糙最大处到基准面的距离作为粗糙度量测值

孔铜厚度及孔壁粗糙度均以光板量测，若热应力后孔铜量测数据存在争议，重新切片量测时以光板为准。孔壁粗糙度要求≤25um

4.3 微切片观测

观测原则：切样表面必须保持平整，金相切片的观测在100X的放大倍数下进行。量测争议数据时需在200X的放大倍数下进行。具体的观测项目及观测方法，详见下面观测要点。

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观测项目	标准要求	参照图片
1.层间对准度（内层孔环/PTH孔偏）	内层PAD与导线连接位≥25um，非连接位孔环与孔允许相切；通孔隔离环的最小孔环≥100um。
2.阻焊塞孔	针对表面处理前塞孔：a.全塞孔：塞孔深度≥70％孔深，孔口不允许开裂、露铜。b.半塞孔：塞孔深度≥30％且不透光（注：不适用于HASL；允许孔内表面处理镀层不连续）。塞孔深度量测时参照图示要求，即从板塞孔面为基准，塞孔绿油中间最凹面量测，之后计算塞孔量百分比，比照标准进行判定。
3.阻焊塞孔空洞与裂纹	无空洞或裂纹；空洞或裂纹但未导致露铜；空洞或裂纹导致露铜但未延伸至孔口。
4.压合空洞	压合结果整齐均匀，有空洞但≤80um且介质厚度≥90um。且不影响最小电气间距的要求。
5.分层/起泡	切片后没有明显的分层起泡。
6.过蚀	过蚀深度介于5um与8um之间，孔环单边上允许出现过蚀不足的残角。
7.欠蚀	欠蚀深度≤25um。
9.树脂内缩	对于HASL表面处理的PCB，热应力前树脂内缩≤10%的板厚，其它表面处理的PCB,热应力前应没有树脂内缩，热应力测试之后发生树脂内缩可接收。由于目前的切片都是热应力后观察，如果有严重的树脂内缩的须进行光板切片观察热应力前是否存在树脂内缩。
10.介质层厚度	介质层厚度≥0.09mm或符合设计文件要求。
11.内层铜与孔壁分离	孔壁镀铜层直接与铜箔孔环相结合，两种层次界面之间无分离现象，且介面之间并无夹杂物存在。
13.内层镀层破裂	无裂纹
14.水平切片铜厚	成品最小孔铜厚度符合MI要求，客户有要求时每PO切片测量至少3个孔。

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切样表面要保持平整

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周月元

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