IPC TM-650 2.1.1F-2015Microsectioning, Manual and Semi or Automatic Method切片手動和半自動制作法

 

該方法可作為印刷電路板切片制備的指導方針，成品切片用于層壓板和鍍覆結構（PTH，焊點、通孔等）的質量評估，以確定是否符合適用的性能規范要求。

 

切片制備主要由鑲樣、研磨、拋光和腐蝕這些過程組成，手動法和半自動法在鑲樣和研磨的過程中有所不同，其中半自動法使用到Tooling pin system，通過tooling stops設置研磨距離實現半自動研磨。

鑲樣：（1）手動法：使用樣品支撐件使樣品直立在鑲樣模具中心，灌膠過程中同樣保持直立狀態。（2）半自動法：將樣品置于tooling pins，使得PTH和pins對齊，tooling pins與tooling holes緊密貼合；灌膠過程中tooling pins位置不能移動。

鑲樣后，切片應達到以下要求：（1）灌封膠是硬質且無粘性的；（2）灌膠內氣泡盡可能??；（3）灌封膠和樣品之間沒有間隙；（4）通孔被灌膠填滿。

研磨：（1）手動法：在粗砂紙上磨掉切片邊緣尖銳部分，使試樣表面大致是平的；設置研磨拋光機轉速為200~300rpm，依次使用從粗到細的不同尺寸（比如：180/240/320/400/600/grit）的砂紙研磨；每更換一次砂紙，將切片表面旋轉90°；保證充足的流動水，以免過熱對樣品造成損害；細研磨（400/600grit）花更多時間。（2）半自動法：從tooling pins末端去除多余的灌膠；設置轉速為200~300rpm，壓力為5psi，依次使用從粗到細的不同尺寸（比如：180/240/320/400/600/1200grit）的砂紙研磨，在tooling stops接觸后研磨15秒；每更換一次砂紙，要對做tooling stops校準。

拋光：依次使用從粗到細的（比如：3/1/0.25μm）金剛石拋光液進行拋光處理，精拋光和粗拋光最好都在硬質不起絨織布（也可選用硅膠和礬土）進行，精拋光也可選用軟質中絨布，但軟質中絨布的適用可能會導致切片邊緣磨圓。精拋光時，轉速減少100~150rpm。半自動法在拋光前要取下tooling stops。

研磨和拋光的過程中，要時常去觀察切片表面劃痕，劃痕處理程度不夠再次進行研磨拋光前要用流動自來水清洗切片表面，過濾風槍吹干，防止表面顆粒殘留，影響后續步驟。也可選用超聲波清洗，但超聲過度清洗會對樣品造成損害。

研磨拋光后，切片應達到以下要求：（1）切片表面沒有比最后一次拋光還大的刮痕；（2）樣品與固定環平齊；（3）切片觀察部位沒有臟污；（4）橫斷面要穿過通孔的中心線；（5）不對樣品玻纖造成明顯損傷。

腐蝕：通過棉棒或浸沒的方式對切片表面進行腐蝕，使得不同的鍍層之間有一道清晰的分層線，過度的腐蝕會造成界面線不清晰或線條變寬。

 

（1）樣品切割工具

（2）鑲樣模具

（3）樣品支撐件（手動法）；樣品對齊工具（半自動法）

（4）Tooling pin system（半自動法）

（5）研磨拋光機

（6）灌封膠：最高固化溫度93°C

（7）砂紙：80~1200grit

（8）拋光布：硬質無絨布（粗拋光）；軟質中絨布（細拋光）

（9）金剛石拋光料：6.0~1.0μm

（10）拋光潤滑劑

（11）棉球/棒

（12）樣品腐蝕劑

（13）樣品標記

（14）個人防護材料：手套、護目用具

（15）光學顯微鏡：100X（200X）

（16）異丙醇，25%甲醇水溶液，或其他合適的溶劑(用封裝介質和標記系統檢查反應)

（17）備選：超聲清洗器、隔離劑、真空泵、壓力鍋、硅膠和礬土等。

 

（1）將樣品從相應區域切割下來，周圍留有足夠的距離以免對檢查位置造成損害；

（2）用異丙醇徹底清洗樣品表面，防止樣品表面焊劑或油的殘留導致灌封膠和樣品貼合度不夠而產生間隙。

（3）清洗鑲樣模具表面，然后徹底干燥。

（4）若使用手動法，則需在研磨拋光機上去除樣品邊緣倒刺，邊緣最終和鑲樣模具表面平行；若使用半自動法，則對應的tooling pin holes和PTH不受損壞，去掉tooling pin system上所有彎折和有劃痕的pin。