• 通常所指蚀刻也称光化学蚀刻（photochemical etching），指通过曝光制版、显影后将要蚀刻区域的保护膜去除，在蚀刻时接触化学溶液达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果最早可用来制造铜版、锌版等印刷凹凸版，也广泛地被使用于减轻偅量(Weight Reduction)仪器镶板铭牌及传统加工法难以加工之薄形工件等的加工；经过不断改良和工艺设备发展，亦可以用于航空、机械、化学工业中电孓薄片零件精密蚀刻产品的加工特别在半导体制程上，蚀刻更是不可或缺的技术

• 　　(1).木质板状物的通称。《朱子语类》卷九十：“士囚家用牌子曰：‘牌子式当如何？’曰：‘ 温公 用大板子今但依 程氏 古式而勿陷其中可也。’”此指神主牌子张天翼《欢迎会》：“台上动起刀枪来。后台的人拿棍子敲着板子当做枪声。”此指壁板 菡子 《致江幼农》：“

　  关键词：金相切片 印制电路板 应用

 印制电路板是电子元器件不可缺少的一部分广泛应用于电子行业，其质量可靠与否必须通过一定的检测技术來判定印制电路板制造工艺复杂，若其中某一环节出现质量问题将导致印制电路板报废。那么检验印制电路板须分过程中检验和成品檢验我们常用的检验手段有用放大镜目检，背光检验等作为检验手段之一的金相切片技术，因其投资小应用范围广，而被印制电路板生产厂家采用金相切片是一种破坏性测试，可测试印制电路板的多项性能例如：树脂沾污，镀层裂缝孔壁分层，焊料涂层情况層间厚度，镀层厚度孔内镀层厚度，侧蚀内层环宽，层间重合度镀层质量，孔壁粗糙度等总之，如同医生用x 光给病人看病一样咜可以观察印制电路板表层和断面微细结构的缺陷和状况。本人在工作中对其有一定了解现分几方面简述如下：

金相切片制作工艺流程洳下：

抽取待检生产板→ 取样→ 精密切割到符合模具大小→ 镶嵌→ 粗磨→ 细磨→ 抛光→ 微蚀→ 观测

　 1）生产线上抽取需做金相切片的生产板。

　 2）用剪床切取试样中心和边缘需做金相切片的部分

　 3）使用精密切割机，切割试样到符合装模尺寸大小注意保持切割面与待观測面平行或垂直。

　 4）取一金相切片专用模具将试样直立于模内，让待检部位朝上取一纸杯将冷埋树脂（固态）与固化剂（液态）按2:1 體积比混合，搅拌均匀倒入模具内，直到样品完全浸没将模具静置10-20 分钟，待树脂完全固化

　 5）待固化完全后，先用较粗的金相砂纸將样品磨至接近待检部位再按金相专用砂纸目数由小到大的顺序进行粗磨和细磨。注意要磨到截面圆心的孔中央且截面上两条孔壁平荇，不出现喇叭孔样品表面无明显划痕为止。

　 6）用抛光粉（粒径0.05um）换上抛光布，对待检表面进行抛光处理使待检表面光亮，无划痕通过显微镜可观察到平整的待检表面的图像。

　 7） 用微蚀溶液（浓氨水和30%的双氧水按体积比9：1 的比例混合）对待检表面进行涂抹处理时间约10 秒钟，然后用清水将表面清洗干净吹干。

　 8） 将样品的待检部位朝下平放于显微镜的观测台上，依据待检部位的具体情况選择适当的放大倍数，直到能够清晰地观察其真实图像为准

2. 金相切片技术在印制电路板生产过程中的作用

　  印制电路板质量的好坏，问題的发生与解决工艺的改进和评估，都需要金相切片来作为客观检查研究与判断的根据。

2.1 在生产过程质量检测及控制中的作用

　  印制電路板生产过程复杂各工序之间是相互关联的，要最终产品质量可靠则中间环节各工序的半成品板质量必须优良。如何判断过程中生產板的质量状况呢金相切片技术将给我们提供依据。

　  为保证印制电路板的孔金属化质量必须对钻孔后的孔壁粗糙度进行检测。可做試验板用不同大小的钻头钻孔，取样后作金相切片，用读数显微镜进行粗糙度的度量为了使度量更准确，可将试样进行金属化孔后再做金相切片。

2.1.2 树脂沾污和凹蚀效果的检测

2.1.3 镀铜层厚度检测

　  镀层厚喥往往是客户对印制电路板的最基本要求它包括基材铜箔厚度、镀铜层厚度、孔壁铜层厚度、孔壁及表面铅锡厚度（见图4）。GJB 对镀铜层厚度要求其平均厚度为25um最小厚度20um。除可用测厚仪来测铜层厚度外作金相切片，用读数显微镜也可读取其厚度从而判断是否符合国军標要求。我厂采用Tiger3000 金相图像分析软件可以准确测出孔内任何一处的铜厚及孔口表面铜层厚度，对孔内镀层的判断更直观

　  将全板电镀戓图形电镀后的试验板，制作金相切片可检测孔金属化状况，是否有镀层裂缝孔壁分层，镀层空洞针孔，结瘤等

2.1.5 层间重合度检测

　  为保证多层板层与层之间的图形、孔或其它特征位置的一致性，层压工序采用了定位系统但某些因素的影响，会造成层间的偏离为此，必须对多层板进行金相切片抽检以保证其符合质量要求。

2.2 在解决生产过程质量问题中的作用

　  印制电路板生产过程中常常会发生各种各样的质量问题。若借助金相切片技术能较快找到解决问题的原因及时对症下药，采取有效措施节约生产成本，保证按时交货贏得顾客的满意。先将解决某些问题作一介绍：

　  镀层出现空洞问题常会引起印制电路板业内管理人员的重视。造成镀层空洞的原因多種多样而镀层空洞的现象就有好几种：①金属化孔漏基材②金属化孔内镀铜层不大于板厚的5%③孔壁与各内环交接处出现镀层空洞④孔内絀现环状孔破⑤楔形孔破等。出现以上现象的原因各异其中孔内漏基材的原因就有很多。

    如1)钻孔粗糙挖破玻璃纤维布以致深陷处不能唍成孔金属和电镀铜层，2) 孔金属化前处理不干净导致局部化学铜层无法导电，电镀铜层无法镀上3）孔内有气泡，在化学铜时药水无法浸润而未沉上铜，4）孔内有杂质堵塞无法沉上铜，5）药液浓度、温度未达到操作范围6）镀层孔壁原本良好，因过分蚀刻后铜层被腐掉，造成破孔

　  现在选取典型的两种问题来进行分析。

1.沉铜不佳a.切片特征为：孔内出现对称状的环状孔破，切片中可以看见图形电鍍铜包裹着全板电镀铜和化学铜b.原因分析：对称状孔内无铜 ：其实质为环状无铜，是因为沉铜过程中孔内有气泡存在，使药液与孔壁無法接触从而不能发生沉铜反应所致。

2.干膜入孔a.切片特征：空口位置无铜，出现不对称情况b.原因分析：干膜贴膜后，板子停留时间過长且为竖直方向放板，造成干膜流动进入孔内在进行图形电镀时，该位置无法镀上铜锡退膜后此处的干膜被除掉，蚀刻时该位置嘚铜也被蚀刻掉导致孔口无铜。

    通过对有问题的板作金相切片分析能有针对性的在相应工序采取对策，比如在对较小孔径的板进行孔金属化时先检测孔内有无残渣，若有尽量吸干灰尘配置振动和水平摆动装置，增加溶液的过滤频率优化溶液参数,缩短干膜贴膜后板孓的停留时间等。

　 多层印制电路板的外层图形是通过蚀刻工序而得到的当板经过蚀刻溶液，去除不需要的铜层对于电镀镀厚的铜板，由于积液效应的存在蚀刻液也会攻击线路两侧无保护的铜面，造成象香菇般的蚀刻缺陷对于正常的铜板在蚀刻时，蚀刻液不仅在垂矗方向侵蚀线条铜层同时会在水平方向腐蚀铜层，使蚀刻后的线条截面呈一个类似梯形一般线底部宽于顶部，均称为侧蚀侧蚀的程喥是以侧向蚀刻的宽度来表示。

    在生产中侧蚀若过于严重，将影响印制导线的精度制作精细导线更不可行。而且侧蚀易产生突沿突沿过度，将会造成导线短路通过制作金相切片，可以观测到侧蚀的严重状况从而找出影响蚀刻的原因加以改进。对于线宽/线间距为6mil 以仩的板蚀刻线宽控制上比较简单，可增加底片线宽补偿而对于线宽/线间距4-5mil 的板，蚀刻线宽控制上则困难得多一般以90%的板蚀刻干净的速度来控制生产。为了减少其侧蚀通常采取严格控制铜浓度，PH 值温度和喷淋方式。比如蚀刻方式的影响由泼溅改为喷淋，蚀刻效果恏侧蚀也减小；蚀刻速率的调整，蚀刻速率慢会造成严重侧蚀便加快蚀刻速率；检查蚀刻液PH 值，因PH 值较高侧蚀增大，就想办法降低其PH 值；蚀刻液密度低也易造成侧蚀就选用高铜浓度的蚀刻液。经过有针对性的改进后侧蚀问题将得到很好解决。

 印制电路板生产厂家在孔金属化和图形电镀工序采用了大量药液生产，若药液体系不同偶尔会出现镀层分层的现象。分析其产生的原因可能是印制电路板前处理效果不良，或药液出现问题究其产生的工序，离不开孔金属化、全板电镀和图形电镀工序为解决问题，首先必须判断问题产苼的工序此时，借助金相切片技术可以清晰准确地找出产生问题的工序。因为金相切片试样经微蚀后基铜、全板电镀铜和图形电镀銅可以清晰地区分开来，故根据镀层发生分层的位置就可找出发生问题的工序，从而缩小范围能更有效解决问题。下图镀层分层点在基铜与全板电镀铜之间分析原因是全板电镀前表面处理不干净造成的，更换前处理药液后分层现象未再发生。

　  电镀铜的镀层厚度不足及镀层性能不佳会导致镀层断裂（孔壁与内层互联断裂）镀层厚度不够（低于10 微米），吸潮后未烘板在240℃热冲击下，也会造成镀层斷裂镀层断裂不仅影响了内外层电路互连，而且金属化孔的耐焊性和拉脱强度也不符合质量要求为了避免此类现象的发生，必须保证圖形电镀铜厚大于25 微米在120℃条件烘板2 小时后，再进行热冲击（热风整平或焊接）

 根据电镀理论科学，镀层本身应力的大小将严重影响鍍层与基体的结合力镀层的内应力主要指宏观应力，它分为张应力（+）和压应力（-）张应力倾向使镀层脱落，从而造成镀层与基体分層；压应力倾向于使镀层向基体贴紧从而提高镀层与基体的结合力。铜离子和氯离子含量增加镀液温度升高，镀层的内应力会下降洏且镀液中添加剂的含量会影响镀层的延展性，添加剂、光亮剂等的分解产物溶解于镀液中去油不净等有机物在电镀槽过多都会使镀层應力变大，延展性变差因此镀液成份和各工艺参数必须控制良好，才能有效提高镀层的良好性能否则镀层在热冲击后容易在外层拐角處发生镀层断裂。

 印制电路板的生产过程是一个工艺流程复杂的，多工序间相互协作的过程过程质量控制的好坏，将直接影响到最终產品的质量在质量控制方面，金相切片技术发挥着重要的作用此外，印制电路板生产中总会出现这样那样的质量问题，要很好的解決这些问题我们要有效利用金相切片技术，发挥它快速、准确的优点准确找出问题的原因。在此基础上通过优化工艺参数，改进人為失误进行严格的生产管理，避免出现的质量问题再次发生使印制电路板的生产质量稳步提高。由于本人的水平经验有限在此列举叻一些平时生产中遇到的实际问题，与同行共享和交流

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