電路板之微切片與切孔

文章摘要：4.1空板通孔直切切片(含炸過油或噴過錫的板子)可看到各種現象有： 板材結構、孔銅厚度、孔銅完整情形、破銅(VOID)、流錫情形、鑽孔對準及層間對準(layer to layer regisatration)、平環(Annular ring)、蝕刻情形、膠渣(Smear)情形、壓板及鑽孔情形、(有挖破Gouging、釘頭、Nailheading )、滲銅掃把(Wicking)、孔銅浮離(Pullaway)、反蝕回(Negative Etchback)等，現分述於下： 4.1.1孔銅厚度 至少在1 mil以上，微蝕良好時可看清楚一次銅二次銅甚至厚化銅的層次，要注意有些製程會出現孔銅厚度

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4.1空板通孔直切切片(含炸過油或噴過錫的板子)可看到各種現象有：  

　　板材結構、孔銅厚度、孔銅完整情形、破銅(VOID)、流錫情形、鑽孔對準及層間對準(layer to layer regisatration)、平環(Annular ring)、蝕刻情形、膠渣(Smear)情形、壓板及鑽孔情形、(有挖破Gouging、釘頭、Nailheading )、滲銅掃把(Wicking)、孔銅浮離(Pullaway)、反蝕回(Negative　 Etchback)等，現分述於下：  
　  
4.1.1孔銅厚度  

　　至少在1 mil以上，微蝕良好時可看清楚一次銅二次銅甚至厚化銅的層次，要注意有些製程會出現孔銅厚度差別很大的情形，由切片上左右兩條銅壁厚度可明顯的看出。
　  
4.1.2孔銅完整情形

　　有否鍍瘤(Nodule)夾雜物(Inclusion)孔口之階梯式鍍層(Step plating)及銅層結晶情形。
　  
4.1.3破銅

　　一個切片只允許有三個破洞出現，破洞是焊錫時吹孔(Blow Hole)最大原因，若破洞出現在直切片的同高度時，可解釋或判定為全孔環斷。
　  
4.1.4流錫

　　可看到毛細現象的半月形流錫的結果，最高境界可看到銅錫合金(IMC)的50微吋的特殊夾層介於銅錫之間的白色長條薄層。
　  
4.1.5對準情形  

　　可由孔壁兩側的內層長短情形看出層間對準情形及鑽孔與印刷之間的對準情形。
　  
4.1.6蝕刻

　　可看到側蝕(undercut)及算出蝕刻因子，也可看到印刷或乾膜的側壁情形。
　  
4.1.7膠渣

　　可看到除膠渣或回蝕(Etch back)的情形，過度除膠造成玻璃突出孔壁粗糙以致孔銅不平整也可能造成吹孔，除膠渣不足時，內層與孔銅之間有黑線或分隔(Separation)出現。
　  
4.1.8鑽孔及壓板

　　孔壁是否有粗糙及挖破情形，釘頭是否超過50%，壓板後介電層是否太薄(Dielectic thickness)。
　  
4.1.9滲洞

　　原因是六價鉻除膠渣液吃掉玻璃表面的矽氧層後而出現銅層的沉積滲入，但不可超過 1 mil。
　  
4.1.10孔壁浮離

　　係由於銅層應力太，化銅附著力不良，造成受熱後的大片浮起。
　  
4.1.11反蝕回

　　可能是PTH 過程中微蝕過度所造成，此時內層會稍有退回，很可能在一次鍍銅時已鍍上的化銅層再浮起，再經電鍍的繼續加厚造成浮起部份及底材部份都同時鍍銅，要很高明的手法才能看出真相。  
　
*注意上述各種缺點，若是用簡單式的手塗膠切片時，尚可進一步小心再做水平切片，做深入的再證明，但若為圓柱形的正式切片時，則無能為力了。  

4.2灌過錫的通孔切片：  

　　(一般均與288℃，10秒鐘之熱應力試驗)可看到下列各種情形：

4.2.1斷角(Corner Cracking)  

　　高溫焊錫時，板子產生較大的Z方向膨脹，若鍍銅層本身的延展性不好時，(至少要10%的延性．062的板子才不會斷角)，就會在轉角處被拉斷，此時要做鍍銅槽的活性炭處理才能解決問題，孔銅斷裂也可能出現在其他位置。  
　
4.2.2樹脂下陷(Resin Recession)

　　孔壁在焊錫前都完整無缺，灌錫後因樹脂局部硬化不足，或揮發逸走，造成局部下陷自孔銅背後縮下， (見雜誌NO6.P30)。  
　
4.2.3壓數空洞(Lamination Void)

　　情形類似板子A區(熱區)樹脂下陷，但此種空洞卻出現在板子的B區(壓板區，或非通孔區)嚴重時，甚至出現分層。  
　
4.2.4配圈浮起(Lifted Land)

　　由於劇烈的Z方向膨脹再泠縮回來後，熱應力試驗後在配圈外圍所發生的浮離，但不可超過1 mil 。  
　
4.2.5吹孔(Blow hole)

　　由孔壁銅層的破洞處的藏濕在高溫下氣化吹出 (Outgassing)能把液錫趕開而形成的空洞，此種通孔稱之為吹孔。  
　
4.2.6內層銅箔微裂

　　由Z方膨脹所引起的，要手藝很好才看得到的。  
　
4.2.7通孔的焊錫性(Solder abity)的好壞。

4.3斜切片(45°，30°)  

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