1、微切片制作 (一)一、概述電路板品質(zhì)的好壞、問題的發(fā)生與解決、制程改進的評估，在都需要微切片做為客觀檢查、研究與判斷的 根據(jù)(Microsectioning此字才是名詞，一般人常說的 Microsection是動詞，當成名詞并不正確 )。微切片做的好不 好真不真，與研判的正確與否大有關(guān)系焉。一般生產(chǎn)線為監(jiān)視(Monitoring)制程的變異，或出貨時之品質(zhì)保證，常需制作多量的切片。次等常規(guī)作品多 半是在匆忙幾經(jīng)驗不足情況下所趕出來的，故頂多只能看到真相的七、八成而已。甚至更多缺乏正確指導與客 觀比較不足下，連一半的實情都看不到。其等含糊不清的影像中，到底能看出什么來？這樣的切片又有什么意 義？

2、若只是為了應付公事當然不在話下。然而若確想改善品質(zhì)徹底找出癥結(jié)解決問題者，則必須仔細做好切取、研磨、拋光及微蝕，甚至攝影等功夫，才會有清晰可看的微切片畫面，也才不致誤導誤判。 二、分類電路板解剖式的破壞性微切法，大體上可分為三類：微切片系指通孔區(qū)或其他板材區(qū)，經(jīng)截取切樣灌滿封膠后，封垂直于板面方向所做的縱斷面切片(VerticalSection),或?qū)ν鬃鰴M斷面之水平切片(Horizontal section),都是一般常見的微切片。若以孔與環(huán)之對準度而言，縱斷面圖1.左為200X之通孔直立縱斷面切片，右為100X通孔橫斷面水平切片。上只能看到一點，但橫斷面卻只可看到全貌的破環(huán)。微切孔是小心

3、用鉆石鋸片將一排待件通孔自正中央直立剖成兩半，或用砂紙將一排通孔垂直縱向磨去一般，將此等不封膠直接切到的半壁的通孔，置于20X40X的立體顯微鏡下(或稱實體顯微鏡),在全視野下觀察剩余半壁的整體情況。此時若另將通孔的背后板材也磨到很薄時，則其半透明底材的半孔，還可進行背光法(Back Light)檢查其最初孔銅層的敷蓋情形。圖2.為求檢驗與改善行動之效率與迅速全盤了解起見，最方便的方法就是強光之下以性能良好的立體顯微鏡 (40X60X)直接觀察孔壁。這種“立體顯微鏡”看起來很簡單，價格卻高達3040萬臺幣，比起長相十分科技的斷層高倍顯微鏡還貴 上一倍。目前國內(nèi) PCB業(yè)者幾乎均未具備此種“慧眼

4、”去看清板子。圖3.用鉆石刀片將孔腔剖鋸開來，兩個半壁將立即攤在陽光下，任何缺點都原貌呈現(xiàn)無所遁形。若欲進一步了解細部詳情時，可再去做技術(shù)性與學理性的微切片。切孔后直接用立體顯微鏡觀察比微切片更有整體觀念，但攝影則需借助電子顯微鏡 SEM才會有更亮麗的成績。3、斜切片多層板填膠通孔，對其直立方向進行45?；?0。的斜剖斜磨，然后以實體顯微鏡或高倍斷層顯微鏡，觀察其斜切平面上各層導體線路的變異情形。如此可兼顧直切與橫剖的雙重特性。不過本發(fā)并不好做，也不易擺設成 水平位置進行顯微觀察。圖4.此明視與暗視200X之斜切片，是一片八層板中的L2/L3(即第二層訊號線與第三層接地層)，此二層導體系出自一

5、張，010 1/1的Thin Core。由于斜切的關(guān)系故 GND層顯得特別厚，且左圖中的黑化層也很明顯。三、制作技巧除第二類微切孔法是用以觀察半個孔壁的原始表面情況外，其余第一及第三類皆需填膠拋光與微蝕，才能 看清各種真實品質(zhì)，此為微切片成效好壞的關(guān)鍵，關(guān)系至為重要不可掉以輕心。以下為制作過程的重點：取 樣(Samplc culling)以特殊專用的鉆石鋸自板上任何位置取樣，或用剪床剪掉無用板材而得切樣。注意后者不可太逼近孔邊，以防造成通孔受到拉扯變形。此時，最好先將大樣剪下來，再用鉆石鋸片切出所要的真樣，以減少機械應力造成失真。封膠(Resin Encapsulation)封膠之目的是為夾緊

6、檢體減少變形，系采用適宜的樹脂類將通孔灌滿及將板樣封牢。把要觀察的孔壁與板材予以夾緊固定，使在削磨過程中其銅層不致被拖拉延伸而失真。圖5.此為Buehler公司所售之低速鉆石圓刀鋸，圖另有單樣手動削磨與拋光的轉(zhuǎn)盤機，注意其刀片容易折斷，需小心操作。封膠一般多采用特殊的專密商品，以 Buhler公司各系列的透明壓克力專用封膠為宜，但價格卻很貴。也可用其他樹脂類，以透明度良好硬度大與氣泡少者為佳。例如：用于電子小零件封膠用的黑色環(huán)氧樹脂、小牙膏狀的二液型環(huán)氧樹脂(俗稱AB月)、各種商品樹脂，甚至烘烤型綠漆也可充用。注意以氣泡少者為宜，為使硬化完全，常需烤箱催化加快反應以節(jié)省時間。為方便進行切樣的封

7、膠，正式做法是用一種金屬片材卷擾式的彈性夾具，將樣片直立夾入，使在封膠時保持直立狀態(tài)。正式標準切片的封膠體，是灌注于杯狀的藍色橡皮模具內(nèi)，硬化后只要推擠橡皮模子即可輕易將切樣 之柱體推出，非常方便。此種特用的橡皮模也是Buhler產(chǎn)品，且國內(nèi)不易買到。外國客戶多要求此種短柱形的切樣，取其平坦度良好容易顯微觀察之優(yōu)點，并可在體外柱面上書寫文字記錄。其他簡易做法尚有：(1)在鋸短的鋁管內(nèi)壁涂以脫模劑，另將樣片用膠帶直立在玻璃板上，再把鋁管套在樣片周圍，務必使得 下緣管口與玻璃板的表面密合，不讓膠液漏出。待所填之封膠硬化后即可將圓柱取出，或改用稍呈漏斗斜壁形 的模具而更容易脫模。(2)或用膠粉在熱壓

8、模具中將切樣填滿，再以漸增之壓力擠緊膠粉并趕出空氣，使通孔能完全填實，隨后 置于高溫中進行硬化而成為透明實體。某些透明材質(zhì)圖章內(nèi)所封入的各種形象即采此法。在各種切片封體中， 其外形與顯微畫面均以此種最為美觀。(3)將多個切樣以鋼梢串妥，在于特殊的模具中將此多片同時灌膠而成柱體，稱之Nelson-Zimmer法?？赏瑫r研磨九個柱樣，而每個柱樣中又可封入五六個切片，是一種標準切樣的大量做法。(4)購買現(xiàn)成的壓克力方形小模具，將樣片逐一插妥再灌入封膠即可。還可將其置入真空箱內(nèi)進行減少氣 泡的處理。(5)最簡單的做法，是將雙液型的 AB膠按比例擠涂在 PE薄模上，小心用牙簽調(diào)勻至無氣泡全透明的液 態(tài)，

9、再使切樣上的各通孔緩緩的刮過膠面，強迫液膠擠入孔內(nèi)?；蛴醚篮瀸⒛z液小心填入通孔與板面的封包。然后倒插在有槽縫的墊板上，集中送入烤箱緩緩烤硬。此簡易法不但好做，而且切削拋光也非常省時。不過因微視狀態(tài)下之真平性不佳，高倍時聚焦回出現(xiàn)局部模糊的畫面，常不為客戶所接受，只能做內(nèi)部研究之用。此簡易法的畫面效果與手法好壞關(guān)系極大，須多加練 習。筆者之切樣絕大部分都是采用本法。磨片(Crinding)在高速轉(zhuǎn)盤上利用砂紙的切削力，將切樣磨到通孔正中央的剖面，亦即圓心所座落的平面上，以便正確觀 察孔壁之截面情況。此旋轉(zhuǎn)磨盤的制備法，是將有背膠的砂紙平貼在盤面上，或?qū)⒁话銏A形砂紙背面打濕平貼 在之后再套合上箍環(huán)

10、。在高速轉(zhuǎn)動的離心力與濕貼附著力雙重拉緊下，盤面砂紙上即可進行壓迫削磨。至于少 量簡單的切樣，只要手執(zhí)試樣在一般砂紙上來回平磨即可，連轉(zhuǎn)盤也可省掉。以上所用的砂紙番號與順序如下：(1)先以220號粗磨到通孔的兩行平行孔壁即將出現(xiàn)為止，注意應適量沖水以方便減熱與滑潤。(2)改用600號再磨到“孔中央”所預設“指示線”的出現(xiàn)，并伺機修平改正已磨歪磨斜的表面(如圖6如示)。 改用1200號與2400號細砂紙，盡量小心消除切面上的傷痕，以減少拋光的時間與增加真平的效果。圖6.此亦為Buehler公司所售之多樣自動削磨與拋光之轉(zhuǎn)盤機(ECOMETIV原品名為Nelson Zemmer),其試樣夾具(有9

11、個樣位)可自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)。圖7.左為ECOMET自動轉(zhuǎn)盤機所配備的切樣夾具，共有9個樣位每位可放置 35個柱形切樣(用鋼梢串起)，可多樣同時磨拋光。 右為另一專業(yè)供應商 Strvers 的機種，不過此等自動機只能制作板邊固定的常規(guī)切片，很難做板內(nèi)的故障分析與制程研究切片。拋光(Poish)要看清切片的真相必須仔細拋光，以消除砂紙的刮痕。多量切樣之快速拋光法，是在轉(zhuǎn)盤打濕的毛氈上，另加氧化鋁白色懸浮液當作拋光助劑，隨后進行輕微接觸之快速摩擦拋光。注意切樣在拋光時要時常改變方向，使產(chǎn)生更均勻的效果，知道砂痕完全消失切面光亮為止。少量切樣可改用一般棉質(zhì)布類，以擦銅油膏當成助劑即可進行更細膩的拋光。此法亦

12、應時常改變拋光方向，手藝功夫到家時其效果要比高速轉(zhuǎn)盤拋光更為清晰，也更能呈現(xiàn)板材的真相，但卻很費時。拋光時所加的壓力要輕，往復次數(shù)要多，效果才好，而且油性拋光所得的真相要比水性拋光要好。微蝕(Microetch)將拋光面洗凈擦干后即可進行微蝕，以界分出金屬之各層面與其結(jié)晶狀況。此種微簡單，但要看到清楚細膩的真相卻很不容易，不是每次都會成功的。效果不好時只有拋掉不良銅面重做微蝕。微蝕液配方如下：“510cc氨水+45cc純水+23滴雙氧水”混合均勻后即可用棉花棒沾著蝕液，在切片表面輕擦約 23秒錘，注意銅層表面發(fā)生氣泡的現(xiàn)象。23秒后立即用衛(wèi)生紙擦干，勿使銅面繼續(xù)變色氧化，否則 100X顯微下會

13、出現(xiàn)暗棕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)晶分界清楚層次區(qū)隔井然的精彩畫面。此時須立即攝影保存，以免逐漸氧化變丑。不過當微蝕仍未能顯現(xiàn)“秋毫”時還需再來過。圖8.左1000X畫面之拋光成績非常良好，可惜未做微蝕看不見銅層的組織。右 200X正 片法者微蝕良好， 各種缺失一目了然。注意上述微蝕液至多只能維持一二小時，棉花棒擦過后也要換掉， 以免少量銅鹽污染微觀銅面的結(jié)晶。讀者需摸索多做，才可找出其中的竅門。早期所用“銘酸加入少量硫酸及食鹽”的微蝕方法已經(jīng)落伍，而且還會使錫鉛層發(fā)黑，不宜再用。氨水法得到 的銅面結(jié)晶較為細膩，錫鉛面仍可呈現(xiàn)潔白，其中常見之黑點部分即為錫鉛量較多的區(qū)

14、域。為能仔細研究正確判斷起見，切片必須要認真拋光及小心微蝕，否則只有白費力氣而已。一般出貨性的多量切片，平均至多能看出七八分真相而已。圖9.左二明視400X切片系經(jīng)特殊“電漿”微蝕處理，效果極為突出，第三圖1000X之暗視圖亦為專密處理之效果。右400X之軟板切片則為一般氨水微蝕之畫面，成績平平。攝影(Photography)假設良好拋光表面的真正效果為100分時，則透過顯微鏡所看到的顛倒影像，按機種性能的好壞只約看到9095%。而用拍立得照像之最好效果也只有九成左右。若再將拍立得像片轉(zhuǎn)變成印刷品之畫面時，當然還會有 折扣存在。為了記錄及溝通起見，照像還是最好方法。此種像片之價格很貴(平均每張

15、約臺幣 4050元)，一定要有好畫面才去攝影，否則只是無謂浪費而已。顯微照像之焦距對準最為不易，其困難點有：(1)目視焦距與攝影焦距并不完全雷同，不可以目視為準，高倍時不免要犧牲幾張以找出真正攝影焦距， 并將經(jīng)驗傳承與后續(xù)之工作。(2)曝光所需之光量=光強度*時間，良好的像片要盡量延長時間與減少光強度，還要加上各種濾光片后才 可得不同的效果，一般自動控制光量之曝光效果很難達到最好。(3)切樣表面必須極端真平，否則倍數(shù)增大時(200X以上)就會出現(xiàn)局部清楚局部模糊的影像。自“拍立得”片盒中所拉出的夾層像片，要等上一分鐘左右才能撕開，使能完成畫面的色澤。此時還可稍家烘烤以加速其熱 化老化。隨后須徹

16、底陰干后才可觸摸，以避免畫面受損。圖10.左上為電腦列印畫面， 左上為光學攝影，后者畫面質(zhì)顯然較佳， 上二電腦畫面系不易見到的最佳狀態(tài)。 四、判讀切片畫面的清晰可愛，只要火候到家時還不難臻至。但要進一步判讀畫面所呈現(xiàn)的各種玄機，并用以做為 決策的根據(jù)，則非豐富的電路板學養(yǎng)而莫辦。尤其是追究肇因與改善方法，更要學理與經(jīng)驗的配合才行，短時 間是無法急就湊功的。唯有不斷的閱讀與實做才能逐漸增進功力。以下簡介切片切孔之各種待檢項目：（詳細內(nèi)容請閱讀“ 99切片手冊”之說明與圖片）1、空板通孔切片（含噴過錫的板子）可看到各種現(xiàn)象有：板材結(jié)構(gòu)、孔銅厚度、孔銅品質(zhì)、孔壁破洞、流 錫情形、鉆孔對準、層間對準、

17、孔環(huán)變異、蝕刻情形、膠渣情形、鉆孔情形（如挖破、釘頭卜燈芯滲銅、孔銅拉離、反蝕回、環(huán)壁互連品質(zhì) （ICD）、粉紅圈、點狀孔破（Wedge Void）等，將在本手冊中逐一詳加討論。圖11.上述各種品質(zhì)項目均將本手冊后文中以最佳畫面詳加敘述，此處僅舉數(shù)例說明以引起讀者興趣。左500X圖可見到因整孔劑浮游顆粒而發(fā)生的鍍銅空心瘤與粉紅圈，右500X為“反回蝕”及“燈芯效應”之真相。圖12.左200X圖為純鋁直接電鍍與鍍銅后所發(fā)現(xiàn)的粉紅圈與楔形孔破（Wedge Void）,右200X者為粉紅圈尚未惡化為楔形孔破之一例。*注意：上述所見各缺點，如系出自牙簽涂膠的簡單切樣時，尚可進一步小心將原樣再做水平切片

18、，以深入 問題的所在。但若所檢視者為正規(guī)柱形之切樣，則只好無能為力了。2、熱應力填錫的通孔切片：（一般均為2880C, 10秒鐘之熱應力試驗）l斷 角（Corner cracking）高溫漂錫時板子Z向會產(chǎn)生很大的膨脹，若鍍銅層本身的延展性不好時（銅箔之高溫延伸率至少要2%以上,62mil的板子才不會斷角，此銅箔稱為 THE Foil)。一旦孔口轉(zhuǎn)角處鍍銅層被拉斷時，其鍍銅槽液須做活性炭處 理才能解決問題。孔銅斷裂也可能出現(xiàn)在孔壁的其他位置。l樹脂縮陷(Rcsin Recession)孔壁背后的基材在漂錫前多半完整無缺，漂錫后因樹脂局部繼續(xù)硬化聚合，或揮發(fā)份的逸走，造成局部縮陷而自孔銅背后退縮

19、之現(xiàn)象即為本詞。此缺點雖然IPC-6012已可允收，但日本客戶仍堅持拘收。圖13.左100X漂錫后的切片可明顯見到“樹脂縮陷 (Resin Recession)的實像。右為200X漂錫后斷角情況，此圖已超過20年，仍可明顯看清焦磷酸一次銅的片狀組織(LaminarStructure)。l壓合空 洞(Lamination V oid)多層板除了在感熱之通孔“A區(qū)”會產(chǎn)生樹脂縮陷外，板子的“B區(qū)”(接受強熱通孔以外的板材區(qū))也會在高熱后出現(xiàn)空洞，稱之為壓合或板材空洞。l焊環(huán)浮起(Lifted Land)由于Z方向的劇烈脹縮，熱應力試驗后某些板面焊環(huán)的外緣，常會發(fā)生浮離，IPC-6012規(guī)定不可超過

20、1mil。l內(nèi)環(huán)銅箔微裂由于Z方向膨脹所引起內(nèi)環(huán)銅箔的微裂，切片手藝要很好才能看得清楚。l通孔焊錫好壞圖14.左圖為300X垂直切片所見到內(nèi)環(huán)銅箔上的微裂情形，似乎不是多了不起的毛病若另改做成500X的水平切片時，則整圈性銅箔孔環(huán)受到Z方向熱脹的撕裂即赫然呈現(xiàn)，雖不致造成短路問題，但至少可靠度就有了瑕疵，其最簡單的改善方法就是改用HTE銅箔。圖15.通孔焊錫性好壞與孔銅厚及孔壁破洞大有關(guān)系。左上圖系筆者十五年前所做的八層軍用板，孔銅竟厚到2mil以上，今日看來未免覺得過分緊張。右二 50X圖為零件腳插焊接時，因孔銅厚度不足以致焊性不佳， 且下圖可看出零件腳之焊性也有問題。圖16.左100X圖為

21、漂錫后其焊錫面(Solder Side)孔環(huán)浮離翹起的精彩寫真，右為孔銅壁有破窟窿(Void)存在經(jīng)漂錫時，出現(xiàn)大量水蒸氣自破口處噴出的驚心動魄情形，這種會吹氣而推開錫體的PTH特稱為“吹孔”。l吹孔(Blow Hole)孔壁銅層存在的破洞處，其所儲藏的濕氣在高溫中會脹大吹出，把尚未固化的液錫趕開而形成空洞，此種 品質(zhì)不良的通孔特稱之為吹孔。3、斜 切 片(45 : 300)可看出各層導體間的互動關(guān)系。各層導體黑氧化之粉塵會隨流膠而移動，可采用40X實體顯微鏡或高倍層顯微鏡去觀察。然而研磨平面的手藝較難，也不易照得出精彩的像片。圖17.左為一種八層板的 L2接地層(100X)與右L3訊號線層(

22、200X),兩者系出自同一張薄基板，由于是 30 斜切，故銅箔厚已夸張變厚了很多。4、水平切片簡易者先將切樣平置，灌膠及硬化后再以強力瞬間膠貼上一小時直立的握點，以方便捏緊進行切磨與拋光。已完成的簡易切樣還可再做水平切片，以進一步證明缺點之真相。但此手藝卻較困難，要小心慢磨以防誤失真 相。尤其是銅箔在1/2 oz時要非常謹慎才行，稍有不平即將出錯。水平切片也可看到除膠渣、孔銅厚度、鉆孔 粗糙等異常情形。圖18.左為200X之輕微膠渣(Smear)。右為同一樣板之100X水平切片，其孔孔環(huán)與孔壁間不規(guī)則分布的殘 余膠渣昭然若揭。水平切片的特殊畫面可從粉紅圈、孔環(huán)也孔間的對準情形、水平孔銅厚度等項

23、目上，看得更清楚體會得更 真實。5、切孑L需改用40X實體顯微鏡去觀察所余半壁的全景，如此可看得更完全，更接近實情，比斷層畫面更具說服 力，以下即為切口檢驗的特點：，任何人一看就懂而且印l吹孔的真實情況：在噴錫或熔錫的孔壁上，可極清楚看到有氣體吹出的吹口象深刻，比任何文字語言的結(jié)實都更有力。圖19.左為100X之明視切孔圖，系采一般截面式顯微鏡所攝之畫面，故只有中間清楚而已。右為切孔以后 50X立體攝影，其銅瘤均已實體呈現(xiàn)。l未鍍前原始鉆孔經(jīng)除膠渣后的孔壁情形：如縱向玻璃束被挖破挖崩情形，整條年溝出現(xiàn)的情形。l背光檢查：經(jīng)過化學銅后之孔壁，可將背后板材盡量磨薄，以進行背光法檢查銅壁是否覆蓋良好

24、或有細碎不連的微破情形。圖20.在為切孔后再把背板板材削到很薄，而看到孔壁100X的背光情形，右為 200X細部真相，其中白色部分即為無銅層透光的破壁。在缺乏高倍顯微鏡時，背光檢查簡單的做法是：取一 500mil燒杯將側(cè)壁及杯底外面全部貼滿膠帶，設法將杯子架高并使用杯底朝上，杯內(nèi)放入一小手電筒的光源，并在杯底膠帶上割出一條小長縫可使光線射出，再將切孔樣片的孔面朝上放置在光縫處，另以20或40倍簡易顯微鏡去觀察，即可清楚看到孔壁玻纖布是否已蓋滿了銅層。凡有任何光點或朦朧的光線漏出者，即表 銅層的覆蓋力有問題。銅層本身是不透光的，必須全黑才表示銅層已完整覆蓋。五、 結(jié)論微切片之于電路板，正猶如X光

25、對醫(yī)生看病一樣，可用以找出問題的真相，協(xié)助問題的解決，而且還能破解各種新制程與新板類的奧秘。良好的切片常有意想不到的發(fā)現(xiàn)，讓動手的人時常獲得很大的成就感。業(yè)界工程 師們實應勤加練習與廣泛應用才是。但為求快速了解板面與孔內(nèi)之各種故障，以爭取解決問題之時效者， 則微切片不但耗時， 也不一定能湊巧揭露事件的真相。此時良好的“立體顯微鏡”將是最有力的幫手，可惜業(yè)界對比認知甚少，莫忘“實地觀察”才是 一切改善的開始。微切片制作（二）封膠后研磨在取得電路板試樣后微切片制作過程，首先就是要進行封膠（其他板樣）與填膠（針對通孔），目的是在研磨拋光的動態(tài)過程中，避免纖細的真像受到不當?shù)膫?。尤其是后者還要盡量做

26、到全孔填實，務求減少氣泡的出現(xiàn)， 以確保切樣細部的真實與照相畫面的美觀。一旦孔內(nèi)出現(xiàn)氣泡時，再得來不易的珍貴試樣，其制作結(jié)果雖不至 成為泡影，但至少會在畫面上出現(xiàn)重大瑕疵，美中不足無法挽救之余，不管是研究或研判用途其整個結(jié)果都難 免蒙上陰影遺憾連連。封膠填膠最重的指標就是不能產(chǎn)生“氣泡” 。至于所選膠料以使用方便為宜，原則上如Buehler專業(yè)供應商之各種壓克力透明膠粉最佳，但價格很貴，常用代用品多為 Dexter Hysol的Epoxi-Patch”也就是俗稱的 AB膠，如小牙膏狀雙液型的配套， 主成分為Dielthylene Triamine類。常用主劑樹脂之劑膏為2.54oz,而硬化劑劑

27、膏之容量0.81oz。其用膠量可按試樣多寡而以3: 1的方式調(diào)配，不但節(jié)省而且所形成的“樣塊”體積不大透明良好，硬度也夠，觀察保存都很適宜，是國內(nèi)業(yè)者 所發(fā)現(xiàn)的一項秘密武器。由上可知調(diào)膠不能產(chǎn)生“氣體”，因而以烘烤加速硬化時不可太猛也是成敗的轉(zhuǎn)折點。調(diào)膠可在玻璃表面或拋 棄型紙類或塑膠類上進行，先按比例劑膠再用牙簽不斷攪動，知道完全混合稀流如水毫無氣泡的地步才可使用。小孔深孔的填膠十分不易，可采壓迫式做法使液膠能單面完全進入，不宜雙面涂抹以防孔內(nèi)藏氣。完成填膠封 膠并停置幾分鐘后，即可送入低溫烤箱（70C ）中加速其硬化。通孔研磨最重要的關(guān)卡就是：達到截面圓心的“孔中央”。截面上兩條孔壁必須平

28、行，不可出現(xiàn)喇叭孔。本手冊前文“微切片制作”的“磨片” 一節(jié)中，即有附圖示如下。一定要磨到孔心。所觀察到的畫面才夠正確， 否則只是一 “片”虛假自欺欺人而已。自動研磨并不方便，手動則需一片一片來，高速（2000rpm）轉(zhuǎn)盤砂紙的削磨還要小量沖水，以減熱及避免粉塵。至于所用砂紙可按個人喜好而定，如#220、#600、#800等，但最后須用#1200去掉畫面上的砂痕再去拋光時,效果會較好。拋光布輪須稍加打濕，以白色1科粒度的三氧化二鋁拋光乳液協(xié)助輕拋，此時可利用小型1020X放大鏡不斷觀察切樣的成效，以便采取改正行動，直到完全光亮為止， 即表示剖面已十分平整， 大功于焉告成。接著便可進行微蝕與觀察

29、。圖1.對深孔小孔而言，填膠與研磨都不很容易，唯有勤加練習才能做好。上左圖為孔徑9.8mil鍍銅后從縱橫比達7/1的深孔，經(jīng)小心填膠研磨及拋光后所得幾近完美的切片。右為暗視之另一良好深孔切片。從透明膠料中 還可看透到背后半個孔壁，此二簡易切樣皆為臺路公司黃過珍先生之作品。圖2.此三圖均為填膠有氣泡十分礙眼的不良品，即使研磨拋光做得再好也是枉然。左上尚可見到輕微的喇叭狀,上圖則超過（或未到）孔心很多，使所見之孔壁粗糙也被夸張到失真的地步。圖3.左為又t度9/1的填錫深孔（原始鉆孔徑9.8mil ,1mil孔銅后縮成8.0mil）,不但填錫十分 完美，切片也制作精彩。右圖填錫很差，上半截在無靠山支

30、持下竟然將應磨掉的半個孔壁壓入空腔中，是一種很糟糕的試樣。圖4.上左200X圖之轉(zhuǎn)動氈面拋光已近， 若再以手動往復輕拋油膏布面數(shù)分鐘，即可得右上之精美畫面。 左50X圖為氈輪拋光粗手粗腳用力過大所呈現(xiàn)的不良結(jié)果，使得較軟的樹脂部分被削走，而留下突起的玻纖布，不但 突兀難看而且失真頗多。圖6.為了維持在削磨與拋光動作中的“真平”，其填膠的截面積要愈大愈好，常見矮圓柱形透明的封膠體，就是人見人愛的標準試樣。然而這種正規(guī)封膠法不但進口耗材用量大，花費昂貴制作耗時，而且做占空間也頗多， 以致保存不易。因而業(yè)者為了外國客戶也偶爾做些標準柱狀切樣，上二圖即為其代表畫面。微切片制作（三）打底靠拋光才可仔細拋

31、光。之后再經(jīng)小心微蝕，其整個畫面才能看得眉清微切片過程需先經(jīng)粗磨細磨接近孔心之平面后, 目秀纖毫畢露。以下即為筆者的制作經(jīng)驗。研磨過程將灌膠硬化后的切樣，先用 120號圓形粗砂紙使平貼在旋轉(zhuǎn)磨盤上，配合細小沖水之動作（可沖掉殘粉并能減熱），將之削磨接近孔體軸心的平面時，即換成 600號與1200號較細的砂紙再進行修平，最后用 2400號盡量將 小的砂痕去掉。在研磨過程中需不斷的改換方向及放大觀察，以免磨歪或磨過頭。當然也可改用其他方式去研磨，只要到達目的就好。研磨的要點是：對孔壁而言其截面必須落在孔心平面之附近，必須要兩壁平行，必須要消除大多數(shù)砂痕。2、拋光手法采用專用可吸水的厚氈，以背膠牢貼

32、于圓形轉(zhuǎn)盤上，在滴水打濕的表面涂均拋光膏，一般可用0.5或1科的白色氧化鋁專用拋光膏。在 3000rpm的轉(zhuǎn)速下，手執(zhí)切樣不斷變換方向進行輕壓式拋光。同時也要用放大鏡隨時 觀察其截面狀況。當拋光面非常光亮全無刮痕之時，即表任務已達成。不過最清晰的畫面還要再經(jīng)手動細拋， 如利用男性汗衫的針織布，涂上油性的細質(zhì)拋光膏，手執(zhí)切樣輕壓在布面上來回拋光多次，唯有如此才能看清 紗束中歷歷可數(shù)的玻璃絲。到達此境界再與同業(yè)相互印證時，才體會到手法高下如何，也才品位得出成就感的 快樂。不過此種做法卻非常耗時，而且還需要很大的耐心才行。指，不但7628玻纖清楚，連鍍金層都難逃法眼。圖2.此為十八年前的四層板，內(nèi)層

33、為五張7628的雙面薄板（.039 1/1）,外層系采用兩張單面銅箔的薄基板（2113*2+1oz Foil）。然后下上各用兩張 1080膠片去壓合。彼時多層板 極少，故各銅層均采單面或雙面薄板去壓 合。直到1985年個人電腦大起后，才流行用 銅皮壓合的Mass Lam。此200X圖面可清楚分辦各種材料的組合, 唯有小必拋光及微蝕才能得此佳績。圖3.此亦為古董四層板，除了外層單面板比上圖稍厚外，亦改用 3張1080的膠片，此等切 片不但要用自動轉(zhuǎn) 盤去拋光，最后還要用油膏在棉布上往復來回以手動方式去小心輕壓慢拋，才能得如此清楚的200X畫面。本圖尚可見到一銅表面上的干膜阻劑，并請注意四個角落圓

34、形包圍的黑影，那是早年試樣倒立顯微鏡攝影的特征圖4.左上200X漂錫圖為早期鉆孔不良的雙面板，由于鉆針尖面的切削刃口（Cuting Lip）發(fā)生崩刃而不利，與外線的刃角（Corner）變圓變鈍，致使高速旋切中縫此畫面時，撞崩其瞬間縱向的玻纖束而造成挖破缺口，使得彼時性能尚差的酸性鍍銅未能及時填平，以致造成所謂的孔銅破洞（雖未見底亦稱 Void,美軍規(guī)范MIL-P-5511OE規(guī)定凡孔銅厚度低于 0. 8mil者即稱為Void）右二圖均為500X深孔中心之銅壁切片（孔徑9.8mil ,縱橫比8/1）; 右上為大板面（20cm*34cm）之板邊銅厚度，下為同一樣板中央的孔銅厚度，其一銅與二銅作業(yè)分

35、別為13AF/45分鐘，已經(jīng)如此慢工細活尚有35%的厚度落差，若采正常電流 25ASF時，其差距更不知伊於胡底。圖5.此二圖均為200X仔細拋光的畫面。左為自動轉(zhuǎn)盤與毛氈以三氧化二鋁拋光稀膏所得之鏡頭，若再用用手動往復輕拋1-2分鐘即得右圖之眉清目秀畫面矣。微蝕算老幾微切片之制作經(jīng)仔細拋光后，即需進行小心的微蝕，如此方可使各種金屬層次得以清楚的界分開來。通常微蝕液會因不同金屬而有不同的配方，針對銅金屬而言，起最理想的配方是“稀氨水+雙氧水”（體積比3-10%氨水約300cc,再加上新鮮有效的雙氧水2-3滴即可。早期所用稀硫酸加銘酸的配方，其效果沒有氨水法來的好）。配方雖然有了，要注意有是正確的

36、使用才能呈現(xiàn)出應有的效果。以下即為筆者多年來的一些實務心得，特據(jù)以 實報分享讀者：1、此種微蝕液一定要用純水或蒸儲水去配制，不可用含有雜質(zhì)的自來水，因在00-500X高倍顯微鏡下，任何不良的蝕液都會造成細部效果的失佳。不信您可實地加以比較，一試便知真假。2、所配微蝕液之量不可太多，以 30-50CC為宜，因其壽命僅約 1-2小時而已。一旦放置太久雙氧水將會失效， 此時雖可再加1-2滴做為補充，但效果并沒有新配液來的好。且用過的棉花棒也不可重用，以全新者為宜。3、拋光面上經(jīng)微蝕液擦抹后，其銅面將迅速產(chǎn)生微小氣泡，此即表示反應已在進行。來回擦蝕約1-3秒鐘后，應立即用衛(wèi)生紙迅速擦干試凈，之后可做顯

37、微觀察，若效果不足時，再用新棉花棒繼續(xù)吸液擦抹。4、若PTH孔樣中已有填錫時，由于賈凡尼效應的緣故，會使得銅結(jié)晶不易被咬出來。須改采較低濃度微蝕液 及較長時間去小心擦咬，否則銅面很容易過度氧化而變紅變暗。一旦如此則只好再重行拋光及微蝕了。5、其他金屬之微蝕液并無定論，專書中雖曾列有多種配方，但均需實做以找出可行之道，此處不再祥述。圖1.此放大500倍之二圖。左圖為尚未微蝕之孔環(huán)與孔壁互連畫面，只看到模糊的概略影像，分不清孔壁與孔環(huán)之銅層組織。右為同一孔樣在6-8%稀氨水約三秒鐘的微蝕后，即可見到清晰的畫面，二者幾有天壤之別。圖2.此為同一孔樣同位置處放大200倍之切片，其微蝕前后有判若兩人的感

38、覺，連各銅層的厚度也出現(xiàn)真假不同的對比。至于環(huán)壁之間未能除盡的膠渣，更令人有大小不同的感受，由此可知微蝕的重要性。注意二圖為電 腦記憶后所輸出的顯微畫面，其畫質(zhì)解像度似不如光學直接攝影之前二圖。圖3.此為填錫孔之切樣，由于錫鉛量出現(xiàn)太多，會影響到銅微蝕的效果。此時可將微蝕液的氨水降到2-3%,雙氧水也要減半，經(jīng)多次小心翼翼的試咬之下才能得到美麗的畫面。左圖不但可清楚的看到孔環(huán)Grade 1銅箔被熱應力在高溫過度之 Z膨脹下所拉裂的情形。中圖幾右圖之微蝕則似嫌不足。圖4.此為三種微蝕的比較，左圖為微蝕不足，中圖為微蝕過度以致銅面出現(xiàn)氧化變暗的現(xiàn)象。右圖為適宜微蝕放大500倍環(huán)壁互連之精彩鏡頭。

39、注意，噴錫層中黑色部分為鉛，白色者為錫，而錫銅介面處之狹窄狀暗紅色處, 即為賈凡尼效應使得銅面呈氧化之現(xiàn)象。圖6.通孔中灌滿焊錫柱體之微切片，當欲進行200X之二畫面中，遠離大量的錫焊的微蝕銅面都很精彩，但鄰近焊錫的銅面卻因微蝕中過度氧化而變成暗棕色,且顆粒也相當粗糙，這當然是出自焊錫圖7.筆者二十多年前任職美商安培電子公司PCB廠時，微蝕液系采銘酸加稀硫酸配方。此液所蝕之銅面刻畫較圖5.上二圖均為水平五次鍍銅之200X切片，其流程為水平PTH后立即連續(xù)兩個 Module的高速一次銅（50ASF）,進行影像轉(zhuǎn)移又回到三個Module去鍍二次銅。由于二銅前微蝕致使第二層變薄，隨后綠漆前微蝕又將第

40、五層也弄薄了。上左圖因孔口 S/M有破口以致鍍上化饃，上右圖為 TCP其5mil寬焊墊上的化饃金與Super Solder層。 下圖為放大500X之銅箔其棱線上的銅瘤清晰可見?！鞍彼?雙氧水”對各層次之微蝕時，須要將氨水與雙氧水之濃度減半，并用新棉花棒吸液后，以較長時間去漫漫擦蝕才行。上附淺，只能大概界分（Define）出層次來，想要看清晶粒組織并不容易。不過此液較不易老化，比氨水配方要耐久些。上二放大300X與800X者均 為銘酸法所微蝕，到了 800X才勉強看出晶粒來。 下二為氨水微蝕放大 200X之畫面，顯然清楚很多。圖8.上列五圖為正確“氨水”配方的微蝕畫面，按順時針說明：上左此珍藏十

41、八年之銅層之分界也不太清楚。400X圖，一銅系焦磷酸銅鍍層，其片狀結(jié)晶及斷層特征清晰可見；上右1000X之金手指截面，金層全部明顯呈現(xiàn)；中間圖右中均為500X五槽水平鍍銅之切樣；中間圖左 100X化饃浸金后之局部孔壁，由于銅面不潔致使化饃層附著力不牢而產(chǎn)生浮離情形。下列三圖系銘酸之微蝕畫面，左500X看不到一銅與二銅的分界，中 1000X結(jié)晶也甚含糊，右 500X圖9.左為200X之軍用八層板老照片，是有四張雙面薄基板壓合而成的。為減少后制程中的內(nèi)環(huán)破裂起見,律采用“低棱線” （Low Pro刊e）的HTE銅箔，不過微蝕后發(fā)現(xiàn)其中一張竟然混錯了材料的Grade 1標準銅箔,其較粗的柱狀結(jié)晶一眼

42、就看到了。雖然氨水法對各種銅層的微蝕都很好用，但出現(xiàn)較多錫鉛層或饃層時，就很不容易顯現(xiàn)界分了。中右二200X的打金線承墊就很不好咬，此二墊面之鍍饃厚度在0.5mil以上。圖10.此二100X畫面上共有三種不同結(jié)晶的銅層呈現(xiàn)，ED銅箔為高電流密度所鍍(1000ASF以上)，呈現(xiàn)柱狀組織(Columnar Structure), 一次銅為焦磷酸銅鍍層，呈現(xiàn)片狀結(jié)構(gòu)并有圓弧狀之斷層，二次銅則為硫酸銅之不規(guī) 則組織，左圖最外有饃層，右圖有熔錫層(Solder Reflow)。微切片制作(五)有照片為證從事科技工業(yè)的人務必抱持“有幾分證據(jù)說幾分話”的做事態(tài)度，老一代“官大學問大”或“資格老的說話”等威權(quán)

43、與鄉(xiāng)愿包袱，今日都要徹底丟開。對 PCB的品質(zhì)改善與解決問題，也都要以“求真”為出發(fā)點。就微切 片而言，當場透過顯微鏡去看到什么才是什么，這種觀點當然最好最真，但受到時空的限制，有時不得不照相 留下記錄，以明確證據(jù)作為事后之師。目前的顯微攝影的有兩類，其一是以光學方式直接照相，透過拍力得式像機而立即取得證據(jù)。其二是將畫面以電腦先行記憶與編輯，再以 Print Out方式輸出得像。前者畫面雖逼真，但相片成本卻稍貴。后者在轉(zhuǎn)接之CCD與處理平臺之電子元組件都處于最佳狀態(tài)時，其相片效果幾可與光學相片并駕齊驅(qū)，否則就會解像模糊效果很 差，不過相片成本卻較便宜，并可重復輸出多張。一般配備的常用光學顯微鏡

44、，其價格約在臺幣二十萬元左右。但若另加上CCD轉(zhuǎn)接器之電子機組與觀看監(jiān)視器等，總價約近五十萬。當然有了監(jiān)視畫面時彼此討論，甚至遠地溝通都方便多了。圖1.左上為200X透過CCD與電腦記憶并上下雙光照明的相片，可清晰看見玻纖板材結(jié)構(gòu)組織，對黑化層的觀察也更清楚。右為同時納入四個分割畫面的電腦處理畫面，有明也有暗視還可輸出多片，即方便又節(jié)省。圖2.左為50X水平切片的拍力得攝影，由于抽出機盒后不小心隨手將相片自反應藥面上撕起一角，在反應不足 下（正常約2分鐘），成像自然不足，警覺之余立即又貼回藥面去，直到反應完成才又重新撕開，短短不到一分鐘的見光竟成了如此陰陽臉的奇異畫面。右為200X水平切片之正

45、常成像畫面。圖3.一般顯微攝影多采自動方式。左 200X之深孔（9/1）畫面系以低“光強度”與長秒曝光時間下所完成的孔銅 形象。右為400X殘余膠渣的畫面，其曝光條件與左圖相同但明亮度卻提高了，故愈低倍時需使用越高的光度。圖4.左為CCD轉(zhuǎn)成電腦處理輸出的畫面， 其解像程度較容易劣化，即使新機最佳狀況下， 其成績也只能與正統(tǒng)光學拍力得在仲伯之間而已。一旦機械老化或轉(zhuǎn)換失準時則解像度將逐漸變差，而光學攝影之拍力得方式則可多年不變。圖5.左上為試樣上下同時采光有電腦處理的畫面，可清楚見到玻纖中的破洞。上右為成像一個月的畫面左下角沾到水珠，一擦之下竟被洗掉少許。須知不夠老化的彩面應盡量 避免沾到水與

46、附著外物，否則必有損傷，下圖為背光及濾光的效果。微切片制作（六）圖說故事十則電路板全流制程約有一百多站，不但漫長而且干濕雜處彼此特性差異極大。單憑現(xiàn)場實做只能得到一些概略性觀念，若欲對每一關(guān)鍵處異常點深入了解時，其較好的方法就是進行微切片的觀察，將回對細部精髓吸收很多。若為自己動手找出的要點，除了印象深刻了解透徹外而且還觀念鮮活，這種活的智識不是從書本或經(jīng)驗傳授中 所能望其項背的。以下即以清晰之切片說明十種制程的特性。1、 油默阻齊I （濕膜阻劑）印刷電路板” 一詞是指早年以印刷油墨成阻劑所制造的電路板而言，常用于較簡單雙面板或多層板。目前 線路已變得相當密集纖細，簡單的油墨與網(wǎng)版印刷方式只能

47、用在大銅面的內(nèi)層板，其余均于改成感光成像的干 膜或濕膜，下列四圖均為早年所做之切片。圖1.上左200X畫面上可看出是完成一次銅才加印油墨阻劑，再鍍二次銅與錫鉛后所做之切片。注意，其孔環(huán)外緣的組合層次，由此可了解油墨阻劑的邊緣是扁平漸薄的。致使二銅與錫鉛很容易就橫向增加寬度而將油墨包夾其中。此等由細部觀察體會出的道理，要比聽來的知識更為深刻且歷久彌新。上右為100X干膜阻劑圖為剝膜及蝕刻后尚未熔錫之畫面。注意，其二銅與錫鉛之橫向擴鍍情形。下100X圖為網(wǎng)印負片法熔 錫后的切片,其孔環(huán)外緣截面上的缺口與上圖對應已可清楚的自我解釋其成因。圖2.此200X圖面上二銅鍍得特別厚，不但超越油墨而且還側(cè)爬頗

48、遠，當完成去墨與蝕刻即出現(xiàn)如上的龐然景象。此孔環(huán)外緣截面所呈現(xiàn)的缺口，其層次組成的來龍去脈是否歷歷如繪無需贅言了？注意，前圖1二畫中孔口之銅箔，被垂直旋轉(zhuǎn)的磨刷輪將孔口前緣削薄的情形，但本圖的孔口系處于板子前進 中垂直旋刷的后緣，除銅箔未被削薄外，孔口毛頭也被壓平。此種孔口前后有異的細部情形，也可從切片上看 得一清二楚。2、干膜阻劑圖3.此200X畫面的油墨阻劑(如同墻壁)出現(xiàn)異常， 面建立基地，錫鉛鍍層當然就毫不客氣順理成章的成長,致使二次銅一開始往墻外惻向伸出，有了鍍銅層在非導體表其結(jié)果不免造成板子的報廢。圖4.上左50X者為干膜后完成二銅與錫鉛鍍層之畫面，上右100X圖為黑孔法板面鍍厚銅

49、與錫鉛尚未蝕刻之畫面。下左為早期之軍用板，為小心起見先鍍兩次銅，再做干膜影像轉(zhuǎn)移及饃線路銅與錫鉛，畫面已剝膜但尚未蝕刻。下右100X畫面亦為早期軍用板，在鍍兩次全板銅后 鍍較薄的線路銅與錫鉛，再經(jīng)剝膜與蝕刻后所得之畫面。(第二次特別厚)，隨即以干膜做影像轉(zhuǎn)移，之后又另3、層間圖5.以上三圖均為 50X之全孔圖，左八層薄板之層間對準度(Layer to Layer Registration)似乎還差強人意。中間六層板從小孔看到的層間對準度就不妙了。右六層板之大孔其層間對準度就不象樣了，其中的L4幾乎已經(jīng)破環(huán)(Break Out)。而且換一方位去看時說不定已經(jīng)破壞，此時以水平切片最容易找到真相。4

50、、高縱橫比鍍銅早期插裝為配合腳寬其孔徑均在40mil, 3/1的20mil孔竟稱為小孔。如今連 6/1之9.8mil者也不希奇。圖6.上左200X為當年之深孔鍍銅情形（孔徑19.8mil或0.5mm,板厚1.6mm,縱橫比僅3.2/1而已），一次銅系 采焦磷酸銅制程，其面銅與孔銅之厚度比（S/H）為（1.0/0.5）;二次銅為硫酸銅制程，S/H比已改善到了 1.0/0.67,但狗骨現(xiàn)象（Dog Boning）看起來十分嚴重。上右50X全孔圖其孔徑為13.8mil或0.35mm板厚1.6mm縱橫比4.57/1 比左圖已困難很多，但S/H比卻已進步到1.0/0.8,十余年來硫酸銅制程的進步也相當驚

51、人。下左50X全孔圖其孔徑為11.8mil或0.3mm板厚，縱橫比5.3/1,不要忘記孔徑會越鍍愈小，孔長會越鍍愈長，因而縱橫比也愈來 愈高，有一種人為定義的深孔困難度（Difficulty）為：D=L2/d ,即孔長的平方除以孔徑，故會愈鍍愈困難，不過50X為孔徑9.8mil或0.25mm之六層板，縱橫比6.4/1,掛鍍只可低電流慢慢來。這是以水平反脈沖的特殊做法所鍍，當然要比一般垂直掛鍍精彩很多。下右圖圖7.上三圖（上左、右、下左）均為電性測試時，發(fā)現(xiàn)斷路 （Continuity Failure或Open）時，再去做切片發(fā)現(xiàn)是 因鍍錫鉛不良而于蝕刻時被咬斷的孔。這種不通的孔常會多測一兩次，

52、以致孔口出現(xiàn)被探針所頂擠變形的樣， 電測機所施加壓力的影響可見一般。下右圖的變形更為離譜。圖8.上三圖均為50X之V-Cut真相。左為上下切口對齊度較好的實例，中圖稍歪，右圖不但太差且上下切口深度不同，歐洲客戶尤其是德國人，更是十分在意。6、噴錫真相7、層降對準/孔環(huán)對準(BreakOut,IPC-6012 在 3.4.2/3.4.3圖11.上200X圖為老式熔錫板，其錫鉛厚度要比噴錫層更厚。轉(zhuǎn)角處除了從本圖與下面圓形圖中均可看到。圖9.左100X四層板其內(nèi)環(huán)原本就稍有反回蝕，經(jīng)兩次垂直噴錫后，竟造成局部后分離中圖及右圖分別為50X明暗之水平切片，此處三圖均可見到朝下的半個孔壁噴錫層較厚。圖1

53、0.此二100X之直橫珍藏切像，可清楚的理解到什么是將要破環(huán)或已破環(huán) 均有詳細規(guī)格）。事實上即使破了也不會發(fā)生斷路，只是制程能力不佳而已。8、熔錫板/IMC的形成50 d in的IMC外，尚有少許熔錫層圖12.上左200X老式PI板材之多層軍用板，由于當年攝影前即已存放很長時間，故銅錫之間已形成“介面合金共化物”（IMC;Intermatallic Compound,Cu6Sn5,Cu3Sn 等），由圖中可清楚看到。下500X圖亦可見到較薄的IMC。右上斜銅壁系將十五年前所留下的切樣細磨與拋光數(shù)次，均無法做出良好效果，此乃過度老化之下錫與鉛均已 毀壞松弛，無法呈現(xiàn)應有的金屬性。9、蝕 刻因子

54、Etching factor圖13.上左及上中均為400X之線路截面圖，所謂蝕刻因子 （F）系指向下的蝕深 V,除以側(cè)蝕X所得商值F之謂 也（F=V/X）。而X定義是指“從阻劑邊緣橫量到最細銅腰之寬距而言”（見IPC-600E之3.2節(jié)），因而若誤用下圖去量F時，豈非緣木求魚自欺欺人了。10、細線難為“腰部缺口”圖14.線路剖面兩側(cè)腰處常出現(xiàn)對稱性的缺口，如下左圖與中圖，可能原因有1、由于干膜顯像不足（也是水?效應），使得阻劑根部出現(xiàn)向外伸出的殘足，致使鍍二銅時留有缺口（見下右圖）,經(jīng)去膜、蝕刻及剝錫鉛后即成下左及下中之畫面（下圖右之干顯像較好，故殘足不大 ）。2、由于電鍍銅箔與 PCB電鍍銅

55、層之結(jié)晶組織不同， 致使于蝕刻之瞬間在電位茶的協(xié)助下加速PCB鍍銅t入（見下左圖之清晰畫面）?！般~箔殘足”圖15.線路剖面會看到銅箔根部蝕刻不足的殘足（上左右二圖），其原因有二：1、電鍍銅箔制造時，是從陰極轉(zhuǎn)胴的鈦表面（Drum Side,又稱Shining Side）,以1000ASF的高電流密度快速鍍得的ED銅箔，是以柱狀組織（Columnar Structure）快速向上成長。起始時顆粒較細，結(jié)束時則毛面（Matt Side）棱線的顆粒就很大，并還有額外粗糙后處理所加鍍的銅瘤，與耐熱的黃銅層（見上右圖）。再加上高溫壓合時其棱線 的踏入樹脂中，因而很不容易徹底蝕透。目前已有銅箔業(yè)者嘗試推動

56、棱線朝外的銅箔基板反壓法，以強調(diào)細線 的良率2、而且朝上板面會有水池 （內(nèi)層）或水溝（外層）效應，再加上一銅二銅鍍得太厚，與錫鉛層的屋檐效應等共同撻故反面蝕完后正面板邊仍有殘銅。2、右四圖之左二圖為 21 *24外層之板中央3路之側(cè)蝕血較大，但卻接近方形。右二圖為板角線路,圖17.一般規(guī)范對線寬的異常變細或變寬都以不超過20%為原則，IPC-6012的3.5.1節(jié)仍沿襲老式觀念。其實伐之下，板邊板角細密線路區(qū)，經(jīng)常造成蝕刻不徹底的短路情形（見下圖左）。圖16.1、左四圖之上二圖為18 *24外層之正面線路蝕刻中會有水池（水溝）效應。下二圖 為反面線路淹水效 應,側(cè)蝕較小但卻接近一般所謂的梯形。

57、這都針對導體與電流而言，如今板面的線多半都已經(jīng)成為傳輸線（Transmision Line） 了。例如今年（1999）Q3將要流行的Rambus DRAM的卡板，其特性阻抗公差為2802.80，有瑕疵的線路都過不了關(guān)。微切片制作（七）1.7化銅厚化銅化學銅（Chemical Copper）又稱為無電銅（Electroless Copper）,是利用槽液之自我催化（Self-Autocatalytic）方式, 大量沉積在有氫氣包圍的“鋁金屬”活化的非導體表面，對不能導電的孔壁基材表面進行“金屬化”制程，使后來的電鍍銅層能順利的增厚孔壁，完成導通互連的任務?；瘜W銅在業(yè)界使用已達 50年以上，也是目

58、前可靠度最好最容易操作的“金屬化”制程?？上в捎谂浞街泻?甲醛，會在操作中不斷被吹散到空氣中，有致癌的可能性，對人身安全造成威脅。再加上還有大量的鉗合劑（Chelator,系為防止強堿溶液中銅離子沉積而添加）存在，對廢水處理也造成很大的干擾。在工安與環(huán)保的壓力下各種“直接電鍍”制程紛紛出籠，大有取代化學銅的態(tài)勢?；瘜W銅室溫作業(yè)配方中的主劑有硫酸銅、氫氧化鈉、甲醛以及鉗合與錯合鹽類等五項。此外尚有多種少量的其他添加劑，使化銅鍍層變得更為實用。1975-1985年代業(yè)界計曾盛行一種高溫 （45 C）操作的“厚化銅”，厚度從60 pin至ij 120 pin視作業(yè)時間而定，比傳統(tǒng)化銅層的20科in

59、要厚得很多（因而有時也稱為薄化銅 Thin Build）,因 此可節(jié)省一次銅流程，使在廠房、設備、管理、流程縮短等方面都十分有利，但因總體成本比一次銅之做法要 貴，且槽液管理不易，品質(zhì)也不穩(wěn)定，故而今年來已漸從臺灣業(yè)界絕跡了。IPC-6012在3.2.6.1節(jié)中對化學銅層的厚度并無具體要求，只要能完成導電即可。業(yè)界曾盛行一種“背光法”檢查化學銅層的覆蓋性（Coverage）,似乎并不具太大的使用性。因即使使孔壁未全蓋滿，但仍可被后來增厚的電鍍棟所填充連平。與所謂“小時了了大未必佳”說法的未必正確，其道理如出一轍。不過背光法對各種直接電 路后，再刻意鍍上少許電鍍銅才檢查其覆蓋性時，則甚具參考價3

60、000X畫面系厚化銅之結(jié)構(gòu)模圖1.左3000X之電子顯微鏡（SEM）圖面，即為一般化學銅的立體結(jié)晶形態(tài)。右式。由于厚化銅的結(jié)構(gòu)并不縝密，因而經(jīng)常在操作參數(shù)管理不良，或藥水老化或污染時，即容易發(fā)生浮離脫皮圖2左100X圖為筆者故意將一片不銹鋼板上，先鍍以兩層電鍍銅層，然后再置于傳統(tǒng)化學銅槽液中24小時。取出洗凈烘干并自不銹鋼板上撕下，再做微切片可看出當操作參數(shù)改變時，起組織橫亦有所不同。切當電鍍銅層的內(nèi)應力超過對化銅層的附著力時，即可見到所產(chǎn)生變形與裂口。圖3.此三圖均為200X未微蝕的畫面，因微蝕會使得薄薄的化銅層反而不容易看到，故而此處化銅層的厚度不免有些夸張不實。右圖之反回蝕系由于過度微蝕