1.概述??
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　　電路板品質(zhì)的好壞，問(wèn)題的發(fā)生與解決，製程改進(jìn)的情況，在在都需要微切??
片(microsectioning)做為觀察研究與判斷的根據(jù)，微切片做的好不好，真不真與討論研判的正確與否大有關(guān)係在焉。一般生產(chǎn)線為品質(zhì)監(jiān)視(monitoring)或出貨時(shí)品管為求品質(zhì)的保証等所做的多量切片，因係在匆忙及經(jīng)驗(yàn)不足情況下所趕出的，故至多只能看到真相的六、七成而已，有的在缺乏指導(dǎo)及比較情況下，甚至連一半的實(shí)情都看不到，在一片模糊及含混的影像下，能看出什麼來(lái)？這樣的切片有什麼意義？若只是為了應(yīng)付公事當(dāng)然不在話下，若的確想要做好品質(zhì)及徹底找出問(wèn)題解決問(wèn)題，則必須仔細(xì)做切、磨、拋及咬等功夫才會(huì)有清晰可看的微切片，不致造成誤判。??
2.分類(lèi)??
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　　電路板的解剖式破壞性切片法大體上可分為三類(lèi)：??

(1) 一般切片(正式名稱為微切片)??

可對(duì)通孔區(qū)及板面其他區(qū)域灌滿封膠後做了垂直切片(Vertical Section)，也可對(duì)通孔做水平切片(Horizontal Section)是一般常見(jiàn)的做法。(見(jiàn)雜誌NO：4 P37，附圖見(jiàn)後)??
　
(2) 切孔??
是小心用鑽石鋸片將一排通孔自正中央切成兩半，或用砂紙將一排通孔磨去一半，將切半不封膠的通孔置於20x-40x的立體顯微鏡(或稱實(shí)體顯微鏡)下觀察半個(gè)孔壁的全部情況。此時(shí)若也將通孔的後背再磨的很薄時(shí)，則底材將呈透明狀，可進(jìn)行背光法(Back light)檢查孔銅層敷蓋的情形。??
　
(3) 斜切片(45°或30°)??
可對(duì)多層板面區(qū)或通孔區(qū)做層次間45°的斜切，然後以實(shí)體顯微鏡觀察45°切面上導(dǎo)體間的情形。
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3.製作技巧 　??
　　除第二類(lèi)切孔法是用以觀察半個(gè)孔壁的原狀表面情況外，其餘第一及第三類(lèi)??
都需最後的仔細(xì)拋光，才能看到各種真實(shí)的情況，此點(diǎn)為切片的成敗關(guān)鍵，此點(diǎn)至為重要不可掉以輕心。以下為製作過(guò)程的重點(diǎn)。

3.1取樣：??

　　以特殊的切模自板上任何處取樣或用剪床剪樣，注意不可太逼近孔邊，以防造成通孔受拉力而變形，也應(yīng)注意取樣的方法，最好先切剪下來(lái)，再用鑽石鋸片切下所要的切樣，減少機(jī)械應(yīng)力的後患。??
　
3.2封膠??

　　封膠的目的是將通孔灌滿，把要觀察的孔壁固定夾緊，使在磨削時(shí)不致被拖立延伸而失真，封膠一般多用特殊的尃密商品，以Buhler的各系列的尃用封膠為宜，但價(jià)格很貴，可改用其他種類(lèi)，但以透明度良好硬度大，氣泡少者為佳，例如：黑色用於小零件封膠用的環(huán)氧樹(shù)脂，牙膏狀的二液型環(huán)氧樹(shù)脂封填膠，南寶樹(shù)脂，甚至綠漆也可充用，注意以減少氣泡為要，為使硬化完全，多需烤箱催化使快速反應(yīng)。??
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　　為使切樣的封膠方便進(jìn)行，正式的方法是用一種捲撓式的彈簧夾具，將樣片夾入，使在封膠時(shí)保持直立狀態(tài)。正式切片的封膠體是灌注於圓柱狀的藍(lán)色橡皮模具內(nèi)，硬化後只要推擠橡皮模子即可輕易將樣片圓柱推出，非常方便。此種特用的橡皮模也是Buhler 的產(chǎn)品且國(guó)內(nèi)不易買(mǎi)到，一般較麻煩的做法及簡(jiǎn)易的做法有：??
3.2. 1在鋸短的鋁管內(nèi)壁噴以脫模劑，另將樣片用雙面膠帶直立在玻璃板上，再把鋁管套在樣片周?chē)?，要使管的下緣與玻璃板的表面密合，使膠液不致漏出，待硬化後即可將圓柱取出或改用漏斗斜壁形的模具更容易脫模。??
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3.2.2用膠粉在熱壓模具以漸增之壓力使能灌滿通孔並同時(shí)進(jìn)行硬化成為實(shí)體，在各種切片圓體中，以此種最美觀。??
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3.2.3將多個(gè)切片以鋼梢串起，在於特殊的模具中將多片同時(shí)以液膠灌滿，同時(shí)可磨多片，稱為Nelson-Zimmer法，可同時(shí)磨九個(gè)圓柱，而每個(gè)柱中可封入5.6個(gè)切片之多，是一種大量的做法。??
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3.2.4用購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的壓克力模具，將樣片置入，封膠即可。??
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3.2.5最簡(jiǎn)單的做法是將膠體塗在PE紙上，使切樣上的各通孔緩緩的刮過(guò)膠面，強(qiáng)迫膠膏擠入孔內(nèi)，然後倒插入木板槽縫中，集中入烤箱，使其烤硬，也可改用綠漆填膠。??
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3.2.6少量切樣可用竹籤條直接在孔口處填膠，然後直立烤硬，最後兩種因膠體很少，故磨削時(shí)間能夠節(jié)省，但要保持磨面的水平，要靠功夫及手勢(shì)了，但真正的好切片是由此種簡(jiǎn)單的方法做出來(lái)的。

3.3磨片(Grinding) ：

　　是利用砂紙的切削力將樣片磨到孔的正中央，以便觀察孔壁斷面情況的步驟。為節(jié)省時(shí)間大量製作，多用快速轉(zhuǎn)盤(pán)做快速磨削法，可用有背膠的砂紙貼在盤(pán)面上，也可用邊緣匝狀固定器將紗紙固定，或紙有中心洞套入轉(zhuǎn)軸心上，在水濕及高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)；砂紙會(huì)平貼在盤(pán)面上而可以進(jìn)行磨削。少量簡(jiǎn)單的切樣只要用手在一般砂紙上平磨即可連轉(zhuǎn)盤(pán)也可省掉，以上所用的砂紙番號(hào)以下述為宜。

3.3.1 220 號(hào)粗磨到孔壁斷層的兩條平行線將要出現(xiàn)為止，注意要噴水或他種液體以減熱。??
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3.3.2改用400號(hào)再磨到 “孔中央”的“指示線”出現(xiàn)。??
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3.3.3改用600號(hào)以上細(xì)砂紙輕磨幾下，以改正不平行的斜磨即可。

3.4拋光(Polish)??

　　要看到切片的真相，必須要做仔細(xì)的拋光，消除砂紙的刮痕。大量時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)式毛毯加氧化鋁懸浮液當(dāng)做助劑，做轉(zhuǎn)微接觸式的拋光，注意在拋光時(shí)要時(shí)常改變切樣的方向，使有更均勻的效果，直到砂痕完全消失為止。少量切樣可改用一般布頭，及擦銅油膏即可進(jìn)行，也要時(shí)常改變拋動(dòng)的方向，前後左右以及圓周式運(yùn)動(dòng)，手藝功夫做的好時(shí)，效果要比高速轉(zhuǎn)盤(pán)拋光要更為清晰，更能保存真相，但較費(fèi)時(shí)。拋光的壓力要輕，往復(fù)次數(shù)要多，效果才更好，而且油性拋光所得銅面的真相要比水性拋光更好。

3.5微蝕 (microetch) ：

　　將拋光面用水或稀酒精洗淨(jìng)及吹乾後，即可進(jìn)行微蝕，以找出金屬的各自層面，以及結(jié)晶狀況，此種微蝕看似簡(jiǎn)單，但要看到清楚細(xì)膩的真像，卻很不容易，不是每次一定成功的。不行時(shí)只有再輕拋數(shù)次，重做微蝕，以找出真像。微蝕液配方如下：??
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“10 cc氨水 + 10 cc純水 + 2?3滴雙氧水”??
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　　混合均勻後，即可用棉花棒沾液，在切片表面輕擦約2秒鐘，注意銅面處發(fā)出氣泡的現(xiàn)象，2?3秒後立即用水將蝕液沖掉，並立即用衛(wèi)生紙擦乾，勿使銅面繼續(xù)氧化，否則100x顯微下會(huì)出現(xiàn)棕黑色及粗糙不堪的銅面，良好的微蝕將呈現(xiàn)鮮紅銅色，且結(jié)晶及分界清楚。??
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　　注意上述微蝕液至多只能維持1小時(shí)，棉花棒用1-2次後也要換掉，以免污染切面上銅面的結(jié)晶。讀者需多做摸索，自可找出其中原由。??
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　　早期用“鉻酸(Cr03)加入少量硫酸及食鹽的方法”已經(jīng)落伍，而且會(huì)使錫鉛層發(fā)黑，不宜再用，氨水法則錫鉛面仍呈現(xiàn)潔白，其中常見(jiàn)之黑點(diǎn)分佈那是鉛量較多區(qū)現(xiàn)象。??
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　　要做研究判斷的切片必須要做仔細(xì)的拋光及微蝕的工作，否則只有白費(fèi)功夫而已，一般出貨性大量的切片，只好集體拋光，檢查前再做微蝕，如此至少也可看到真像8.9分。

3.6照像??

　　原拋光片若為100分時(shí)，則由顯微鏡下看到的倒立影像，按顯微鏡的性能只可看到85%?95%的程度，而用拍立得照下來(lái)時(shí)，最好也只有80%?90%，經(jīng)拍立得像片再翻照成幻燈片時(shí)，當(dāng)然更要打折75%?85%了，但為求記錄及溝通起見(jiàn)，照相是最好的方法了，此種像片價(jià)格很貴，一定要有畫(huà)面才去面影，否則實(shí)在毫無(wú)意義。照像最難處在焦距的對(duì)準(zhǔn)，此點(diǎn)困難很多。??
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3.6.1 目視焦距與攝影焦距不完全相同，不可以目視為準(zhǔn)，需多犧牲幾張找出真正攝影焦距來(lái)。??
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3.6.2曝光所需之光量＝光強(qiáng)度x時(shí)間，好的像片要儘量使時(shí)間延長(zhǎng)及減少光強(qiáng)度，加上各種濾光片後可得各種不同效果的像片。??
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3.6.3影像表面須平整，否則倍數(shù)大時(shí)，(100x以上)會(huì)出現(xiàn)局部清楚局部模糊現(xiàn)象，得像後，要陰乾透徹後才得觸摸，避免造成畫(huà)面受損。
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4.判讀﹕

　　切片的畫(huà)面清晰可愛(ài)只是製件手法，要能判讀畫(huà)面所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，並利用作為決策的根據(jù)，則更需豐富的電路板學(xué)識(shí)才行，尤其是成因及改進(jìn)的方法更要學(xué)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的配合才行，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)所能湊功的。以下將就常見(jiàn)的各種缺點(diǎn)配合幻燈片的講解，讓者能做較深入的瞭解。??

4.1空板通孔直切切片(含炸過(guò)油或噴過(guò)錫的板子)可看到各種現(xiàn)象有：??

　　板材結(jié)構(gòu)、孔銅厚度、孔銅完整情形、破銅(VOID)、流錫情形、鑽孔對(duì)準(zhǔn)及層間對(duì)準(zhǔn)(layer to layer regisatration)、平環(huán)(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(xiàn)分述於下：??
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4.1.1孔銅厚度??

　　至少在1 mil以上，微蝕良好時(shí)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(huì)出現(xiàn)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。
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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(jié)晶情形。
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4.1.3破銅

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

　　可看到毛細(xì)現(xiàn)象的半月形流錫的結(jié)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(zhǎng)條薄層。
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4.1.5對(duì)準(zhǔn)情形??

　　可由孔壁兩側(cè)的內(nèi)層長(zhǎng)短情形看出層間對(duì)準(zhǔn)情形及鑽孔與印刷之間的對(duì)準(zhǔn)情形。
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4.1.6蝕刻

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

　　可看到除膠渣或回蝕(Etch back)的情形，過(guò)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(shí)，內(nèi)層與孔銅之間有黑線或分隔(Separation)出現(xiàn)。
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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(guò)50%，壓板後介電層是否太薄(Dielectic thickness)。
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4.1.9滲洞

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

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

　　可能是PTH 過(guò)程中微蝕過(guò)度所造成，此時(shí)內(nèi)層會(huì)稍有退回，很可能在一次鍍銅時(shí)已鍍上的化銅層再浮起，再經(jīng)電鍍的繼續(xù)加厚造成浮起部份及底材部份都同時(shí)鍍銅，要很高明的手法才能看出真相。??
　
*注意上述各種缺點(diǎn)，若是用簡(jiǎn)單式的手塗膠切片時(shí)，尚可進(jìn)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(shí)，則無(wú)能為力了。??

4.2灌過(guò)錫的通孔切片：??

　　(一般均與288℃，10秒鐘之熱應(yīng)力試驗(yàn))可看到下列各種情形：

4.2.1斷角(Corner Cracking)??

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

　　孔壁在焊錫前都完整無(wú)缺，灌錫後因樹(shù)脂局部硬化不足，或揮發(fā)逸走，造成局部下陷自孔銅背後縮下， (見(jiàn)雜誌NO6.P30)。??
　
4.2.3壓數(shù)空洞(Lamination Void)

　　情形類(lèi)似板子A區(qū)(熱區(qū))樹(shù)脂下陷，但此種空洞卻出現(xiàn)在板子的B區(qū)(壓板區(qū)，或非通孔區(qū))嚴(yán)重時(shí)，甚至出現(xiàn)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(lái)後，熱應(yīng)力試驗(yàn)後在配圈外圍所發(fā)生的浮離，但不可超過(guò)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(kāi)而形成的空洞，此種通孔稱之為吹孔。??
　
4.2.6內(nèi)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°)??

　　可看出各層間導(dǎo)體之間的關(guān)係，本層上導(dǎo)間黑化粉塵隨流膠移動(dòng)的情形，以及孔壁與內(nèi)層較多接合面出現(xiàn)的情形，要用40x實(shí)體顯微鏡觀察，但磨片的手藝較難，也不易照像。??
　
4.4水平切片

　　簡(jiǎn)易者先將切樣平置，灌膠後再以強(qiáng)力瞬間膠貼上一直立的握片，以方便拿磨切，此水平法可對(duì)簡(jiǎn)單的垂直切再進(jìn)一步的證明，但手藝較困難，要小心慢磨以防真相誤失，尤其是銅箔在1/2 OZ 或1/4 OZ時(shí)更要非常謹(jǐn)慎才行，稍有不平即能出錯(cuò)。水平切片也看出除膠渣，孔銅厚度，鑽孔粗造等，一般垂直切片情形而且更能看到平切的特殊畫(huà)面。例如：??
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4.4.1粉紅圈(Pink Ring ，Red Ring， Red Halo)

　　係鑽孔動(dòng)作太猛或PTH的化銅前有酸液攻入黑化層，吃掉氧化銅露出銅金屬表面的原色，此粉紅圈的大小也是一種製程好壞的指標(biāo)。??
　
4.4.2印刷與鑽孔之間的對(duì)準(zhǔn)情形

　　最容易在平切片平切上看到全貌，平環(huán)的最小寬度，是否有破出(Break out)等現(xiàn)象都要比直切片更為清楚及真實(shí)。
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4.4.3孔銅厚度的分佈也比直切要準(zhǔn)。??
　
4.5切孔：

　　需用40x實(shí)體顯微觀察半個(gè)圓形壁的全景，可看的更完全，更接近實(shí)。情，無(wú)需用言語(yǔ)解釋?zhuān)韵聻榍锌椎奶攸c(diǎn)。??
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4.5.1吹孔的真實(shí)情況

　　在噴錫，熔錫的孔壁上，可極清楚的看到，有氣體吹出的靜止畫(huà)面的樣子，任何人一看就懂而且印象深刻，比任何文字及語(yǔ)言的解釋都更為有效有力。
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4.5.2未鍍前的原始鑽孔孔壁的情形，如縱向玻璃束被挖空崩的情形，整犁溝出現(xiàn)的情形。??
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4.5.3經(jīng)過(guò)無(wú)電銅(化學(xué)銅)後，可將背後儘量磨簿，做背光法檢查銅壁是否覆蓋(Coverage)良好或有破洞情形。??
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　　簡(jiǎn)單的做法是：??
　　取─500 ml燒杯將側(cè)壁外面及杯底外面全部貼滿膠帶，使杯底朝上，杯中放入─小手電筒的光源，並在杯底膠帶上割出一個(gè)小長(zhǎng)縫，使光線射出，再將切孔樣片的孔面朝上正壓在光縫上，由20或40 倍實(shí)體顯微鏡下可清楚看到孔壁玻璃上是否已蓋滿了銅層，有任何光點(diǎn)或朦朧的光漏出，即表銅層的覆蓋力有問(wèn)題，銅層是不透光的，必須全黑才表示銅層已覆蓋完整。
　
5.結(jié)論：??
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　　切片對(duì)電路板正猶如X光片對(duì)醫(yī)生看病一樣，可找出問(wèn)題的真相，找出生產(chǎn)線的苦惱所在，並找出解決的辦法。良好的切片，常有意想不到的好處，使做的人有很大的成就感，是故為業(yè)界所不斷的追求及研究者也。