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切片手动和半自动制作法IPC-TM-650 2.1.1F的解析

2017-07-10  

前言:IPCTM-6502.1.1F介绍了切片制作的手动法和半自动法,本文着重解析这两种方法之间的差异。

 

1.标准名称:
IPC TM-650 2.1.1F-2015Microsectioning, Manual and Semi or Automatic Method切片手动和半自动制作法
 
2.适用范围:
该方法可作为印刷电路板切片制备的指导方针,成品切片用于层压板和镀覆结构(PTH,焊点、通孔等)的质量评估,以确定是否符合适用的性能规范要求。
 
3.方法原理及要求
切片制备主要由镶样、研磨、抛光和腐蚀这些过程组成,手动法和半自动法在镶样和研磨的过程中有所不同,其中半自动法使用到Tooling pin system,通过tooling stops设置研磨距离实现半自动研磨。
镶样:(1)手动法:使用样品支撑件使样品直立在镶样模具中心,灌胶过程中同样保持直立状态。(2)半自动法:将样品置于tooling pins,使得PTH和pins对齐,tooling pins与tooling holes紧密贴合;灌胶过程中tooling pins位置不能移动。
镶样后,切片应达到以下要求:(1)灌封胶是硬质且无粘性的;(2)灌胶内气泡尽可能小;(3)灌封胶和样品之间没有间隙;(4)通孔被灌胶填满。
研磨:(1)手动法:在粗砂纸上磨掉切片边缘尖锐部分,使试样表面大致是平的;设置研磨抛光机转速为200~300rpm,依次使用从粗到细的不同尺寸(比如:180/240/320/400/600/grit)的砂纸研磨;每更换一次砂纸,将切片表面旋转90°;保证充足的流动水,以免过热对样品造成损害;细研磨(400/600grit)花更多时间。(2)半自动法:从tooling pins末端去除多余的灌胶;设置转速为200~300rpm,压力为5psi,依次使用从粗到细的不同尺寸(比如:180/240/320/400/600/1200grit)的砂纸研磨,在tooling stops接触后研磨15秒;每更换一次砂纸,要对做tooling stops校准。
抛光:依次使用从粗到细的(比如:3/1/0.25μm)金刚石抛光液进行抛光处理,精抛光和粗抛光最好都在硬质不起绒织布(也可选用硅胶和矾土)进行,精抛光也可选用软质中绒布,但软质中绒布的适用可能会导致切片边缘磨圆。精抛光时,转速减少100~150rpm。半自动法在抛光前要取下tooling stops。
研磨和抛光的过程中,要时常去观察切片表面划痕,划痕处理程度不够再次进行研磨抛光前要用流动自来水清洗切片表面,过滤风枪吹干,防止表面颗粒残留,影响后续步骤。也可选用超声波清洗,但超声过度清洗会对样品造成损害。
研磨抛光后,切片应达到以下要求:(1)切片表面没有比最后一次抛光还大的刮痕;(2)样品与固定环平齐;(3)切片观察部位没有脏污;(4)横断面要穿过通孔的中心线;(5)不对样品玻纤造成明显损伤。
腐蚀:通过棉棒或浸没的方式对切片表面进行腐蚀,使得不同的镀层之间有一道清晰的分层线,过度的腐蚀会造成界面线不清晰或线条变宽。
 
4.仪器和材料:
(1)样品切割工具
(2)镶样模具
(3)样品支撑件(手动法);样品对齐工具(半自动法)
(4)Tooling pin system(半自动法)
(5)研磨抛光机
(6)灌封胶:最高固化温度93°C
(7)砂纸:80~1200grit
(8)抛光布:硬质无绒布(粗抛光);软质中绒布(细抛光)
(9)金刚石抛光料:6.0~1.0μm
(10)抛光润滑剂
(11)棉球/棒
(12)样品腐蚀剂
(13)样品标记
(14)个人防护材料:手套、护目用具
(15)光学显微镜:100X(200X)
(16)异丙醇,25%甲醇水溶液,或其他合适的溶剂(用封装介质和标记系统检查反应)
(17)备选:超声清洗器、隔离剂、真空泵、压力锅、硅胶和矾土等。
 
5.样品预处理要求:
(1)将样品从相应区域切割下来,周围留有足够的距离以免对检查位置造成损害;
(2)用异丙醇彻底清洗样品表面,防止样品表面焊剂或油的残留导致灌封胶和样品贴合度不够而产生间隙。
(3)清洗镶样模具表面,然后彻底干燥。
(4)若使用手动法,则需在研磨抛光机上去除样品边缘倒刺,边缘最终和镶样模具表面平行;若使用半自动法,则对应的tooling pin holes和PTH不受损坏,去掉tooling pin system上所有弯折和有划痕的pin。
 
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