白容生切片分析说明

1、 1 关于电路板微切片手册 关于电路板微切片手册 2 一、白蓉生教授自序一、白蓉生教授自序 微切片（Microsectioning)技术应用范围很广，电路板只是其中之一。对多层板品质监视与工程 改善，倒是一种花费不多却收获颇大的传统手艺。不过由于电路板业扩展迅速人材青黄不接，尤其是 纯手艺的技术员更是凤毛麟角。虽然每家公司也都聊备设施安置人员，也都有模样的切磨抛看，然而 若就一般判读标准而言，则多半所得到书面的成绩，虽不至惨不忍睹的地步，多也只停留在不知所云 的阶段。考其原因不外：客户内行者太少、老板们不深入也不重视，工程师好高骛远甚少落宝基本。 是以在欠缺教材乏人指导下，当然只有自我摸索闭门造车了。 至于国外同业的水准，经笔者多年用心观察与比较下，除了设备比我们贵与好之外，手艺方面则 不仅乏善可陈，而且还颇为优越自大。甚至 IPC 贩售录影带中的讲师，也只是西装笔挺振振有词，根 本拿不出几张晶莹剔透眉清目秀的宝物彩照，何况是经年累月众多量产的心血结晶。国外同业在诸多 故障方面的累积经验，也远去国内厂商甚多。持远来和尚会念经的想法，想要从国外引进微切片技者 应只是缘木求鱼竹篮打水罢了。

2、 笔者二十五年前进入 PCB 业，即对动手微切片发生兴趣，每每找到重点再印证于产品改善时，不 仅心情雀跃深获成就感外，且种种经验刻骨铭心至今不忘。如此亲身实地之经验累积，比诸书本当然 大有不同在焉。多年来共集存了二千多张各式微切片原照，特于投老之际仔细选出 730 张编辑成书， 希望为业界后起留下一些可资比较的样本，盼在无师之下而能自通，抛开包袱减少误导。 由于版面有限许多珍贵照片必须裁剪以利编辑，每在下刀之际就有切肤之痛难以割舍，实乃岁月 不居件件辛苦得之不易也。本书除以全彩印刷极高成本之外，每帧照片也都绝对是费时耗力所有赀， 放眼全球业界以如此大手笔成书者应属首见。 本书能顺利编辑，须感谢台湾电路公司切片实验室小姐先生们之鼎力协助，若以简易切片方式而 言，从广经阅历的笔者看来，台路的几位老手们应列国内之顶尖。本书某些照片即得其等慷慨馈赠， 而部份内容亦在多次讨论中获益匪浅，在此特别感谢任礼君先生、余瑞珍小姐与黄国珍先生之协助， 使本书更为增色。 二、书目二、书目 第一章 琢磨好手艺第一章 琢磨好手艺 1.1 微切片制作-说来话又长 1.2 封胶后研磨-生气不争气 1.3 打底靠抛光

3、-细皮嫩肉秀 1 4 微蚀算老几-小兵立大功 3 微切片制作 （一） 微切片制作 （一） 一、概述 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、1、 微 切 片 微 切 片 系指通孔区或其他板材区，经截取切

4、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。 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、2、 微 切 孔 微 切 孔 4 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 20X40X 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， 微切片制作（二） 微切片制作（二） 1.21.2 封胶后研磨 封胶后研磨 在取得电路板试样后微切片制作过程，首先就是要进行封胶(其他板样)与填胶(针对通孔)，目的 是在研磨抛光的

5、动态过程中，避免纤细的真像受到不当的伤害。尤其是后者还要尽量做到全孔填实，务 求减少气泡的出现，以确保切样细部的真实与照相画面的美观。一旦孔内出现气泡时，再得来不易的珍 贵试样，其制作结果虽不至成为泡影，但至少会在画面上出现重大瑕疵，美中不足无法挽救之余，不管 是研究或研判用途其整个结果都难免蒙上阴影遗憾连连。封胶填胶最重的指标就是不能产生“气泡”。 至于所选胶料以使用方便为宜，原则上如 Buehler 专业供应商之各种压克力透明胶粉最佳，但价 格很贵，常用代用品多为 Dexter Hysol 的“Epoxi-Patch”,也就是俗称的 AB 胶，如小牙膏状双液型的 配套，主成分为“Dielthylene Triamine”类。常用主剂树脂之剂膏为 2.54oz，而硬化剂剂膏之容量 0.81oz。其用胶量可按试样多寡而以 3：1 的方式调配，不但节省而且所形成的“样块”体积不大透明 良好，硬度也够，观察保存都很适宜，是国内业者所发现的一项秘密武器。 由上可知调胶不能产生“气体”，因而以烘烤加速硬化时不可太猛也是成败的转折点。调胶可在 玻璃表面或抛弃型纸类或塑胶类上进行， 先按比例剂胶再

6、用牙签不断搅动， 知道完全混合稀流如水毫无 气泡的地步才可使用。小孔深孔的填胶十分不易，可采压迫式做法使液胶能单面完全进入，不宜双面涂 抹以防孔内藏气。完成填胶封胶并停置几分钟后，即可送入低温烤箱(70)中加速其硬化。 通孔研磨最重要的关卡就是：达到截面圆心的“孔中央”。截面上两条孔壁必须平行，不可 出现喇叭孔。本手册前文“微切片制作”的“磨片”一节中，即有附图示如下。一定要磨到孔心。所观 察到的画面才够正确，否则只是一“片”虚假自欺欺人而已。 自动研磨并不方便，手动则需一片一片来，高速(2000rpm)转盘砂纸的削磨还要小量冲水，以减热 及避免粉尘。至于所用砂纸可按个人喜好而定，如#220、#600、#800 等，但最后须用#1200 去掉画面上 的砂痕再去抛光时，效果会较好。抛光布轮须稍加打湿，以白色 1粒度的三氧化二铝抛光乳液协助轻 抛，此时可利用小型 10 20X 放大镜不断观察切样的成效，以便采取改正行动，直到完全光亮为止，即 5 表示剖面已十分平整，大功于焉告成。接着便可进行微蚀与观察。 图 1.对深孔小孔而言，填胶与研磨都不很容易，唯有勤加练习才能做好。上左图为孔径 9.

7、8mil 镀铜后 从纵横比达 7/1 的深孔，经小心填胶研磨及抛光后所得几近完美的切片。右为暗视之另一良好深孔切 片。从透明胶料中还可看透到背后半个孔壁，此二简易切样皆为台路公司黄过珍先生之作品。 图 1.对深孔小孔而言，填胶与研磨都不很容易，唯有勤加练习才能做好。上左图为孔径 9.8mil 镀铜后 从纵横比达 7/1 的深孔，经小心填胶研磨及抛光后所得几近完美的切片。右为暗视之另一良好深孔切 片。从透明胶料中还可看透到背后半个孔壁，此二简易切样皆为台路公司黄过珍先生之作品。 6 图 2.此三图均为填胶有气泡十分碍眼的不良品，即使研磨抛光做得再好也是枉然。左上尚可见到轻微 的喇叭状，上图则超过(或未到)孔心很多，使所见之孔壁粗糙也被夸张到失真的地步。 图 2.此三图均为填胶有气泡十分碍眼的不良品，即使研磨抛光做得再好也是枉然。左上尚可见到轻微 的喇叭状，上图则超过(或未到)孔心很多，使所见之孔壁粗糙也被夸张到失真的地步。 图 3.左为难度 9/1 的填锡深孔(原始钻孔径 9.8mil，1mil 孔铜后缩成 8.0mil)，不但填锡十分 完美， 切片也制作精彩。右图填锡很差，上半截在无靠

8、山支持下竟然将应磨掉的半个孔壁压入空腔中，是一 种很糟糕的试样。 图 3.左为难度 9/1 的填锡深孔(原始钻孔径 9.8mil，1mil 孔铜后缩成 8.0mil)，不但填锡十分 完美， 切片也制作精彩。右图填锡很差，上半截在无靠山支持下竟然将应磨掉的半个孔壁压入空腔中，是一 种很糟糕的试样。 7 图 4.上左 200X 图之转动毡面抛光已近， 若再以手动往复轻抛油膏布面数分钟， 即可得右上之精美画面。 左 50X 图为毡轮抛光粗手粗脚用力过大所呈现的不良结果，使得较软的树脂部分被削走，而留下突起 的玻纤布，不但突兀难看而且失真颇多。 图 4.上左 200X 图之转动毡面抛光已近， 若再以手动往复轻抛油膏布面数分钟， 即可得右上之精美画面。 左 50X 图为毡轮抛光粗手粗脚用力过大所呈现的不良结果，使得较软的树脂部分被削走，而留下突起 的玻纤布，不但突兀难看而且失真颇多。 图 5.上二 50X 画面均为填胶与抛光都不错的孔样，只是左图之研磨稍呈上小下大的喇叭口，致使上端 孔口铜壁有了明显的失真变厚。右图为同板的另一填锡孔样，由于研磨正确两壁上下平行，其同位置 的铜厚也就更为正确了。

9、图 5.上二 50X 画面均为填胶与抛光都不错的孔样，只是左图之研磨稍呈上小下大的喇叭口，致使上端 孔口铜壁有了明显的失真变厚。右图为同板的另一填锡孔样，由于研磨正确两壁上下平行，其同位置 的铜厚也就更为正确了。 图 6.为了维持在削磨与抛光动作中的“真平”，其填胶的截面积要愈大愈好，常见矮圆柱形透明的封 胶体，就是人见人爱的标准试样。然而这种正规封胶法不但进口耗材用量大，花费昂贵制作耗时，而 且做占空间也颇多，以致保存不易。因而业者为了外国客户也偶尔做些标准柱状切样，上二图即为其 代表画面。 图 6.为了维持在削磨与抛光动作中的“真平”，其填胶的截面积要愈大愈好，常见矮圆柱形透明的封 胶体，就是人见人爱的标准试样。然而这种正规封胶法不但进口耗材用量大，花费昂贵制作耗时，而 且做占空间也颇多，以致保存不易。因而业者为了外国客户也偶尔做些标准柱状切样，上二图即为其 代表画面。 微切片制作（三） 微切片制作（三） 1.31.3 打底靠抛光 打底靠抛光 微切片过程需先经粗磨细磨接近孔心之平面后，才可仔细抛光。之后再经小心微蚀，其整个画面才能看 得眉清目秀纤毫毕露。以下即为笔者的制作经验。 1、1、 研 磨 过 程 研 磨 过 程 将灌胶硬化后的切样，先用 120 号圆形粗砂纸使平贴在旋转磨盘上，配合细小冲水之动作(可冲掉残粉 并能减热)，将之削磨接近孔体轴心的平面时，即换成 600 号与 1200 号较细的砂纸再进行修平，最后用 2400 号尽量将小的砂痕去掉。在研磨过程中需不断的改换方向及放大观察，以免磨歪或磨过头。当然也可改用其 他方式去研磨，只要到达目的就好。 研磨的要点是： 对孔壁而言其截面必须落在孔心平面之附近， 必须要两壁平行， 必须要消除大多数砂痕。 2、抛 光 手 法2、抛 光 手 法 采用专用可吸水的厚毡，以背胶牢贴于圆形转盘上，在滴水打湿的表面涂均抛光膏，一般可用 0.5 或 1 的白色氧化铝专用抛光膏。在 3000rpm 的转速下，手执切样不断变换方向进行轻压式抛光。同时也要用放 大镜随时观察其截面状况。当抛光面非常光亮全无刮痕之时，即表任务已达成。不过最清晰的画面还要再经 手动细抛，如利用男性汗衫的针织布，涂上油性的细质抛光膏，手执切样轻

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