2019-02-23 19:42:46 北京欧波同光学技术有限公司
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——欧波同
金相显微镜在电力二次设备中主要用于观察印制电路板的切片。印制电路板(PCB)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来判定。印制板制造工艺复杂, PCB焊接工艺无铅化是未来的发展趋势,焊点可靠性是无铅化焊接工艺的关键,若其中某一环节出现质量问题,将导致印制板报废。
在电路板行业中,金相显微镜的用途最广的是看线路板多层板压合状况,及线路板里面的线路分布状况。还有就是看线路板的断面等。PCB板都是由一层绝缘层,一层铜层等层次组成的,在金相中,主要用的就是看镀铜层的厚度,另外还用到层间重合度检测,钻孔孔壁粗糙度,出现空隙、断裂等缺陷。
金相切片是一种破坏性测试,可测试印制板的多项性能。金相切片制作,显微镜放大观察分析线路板焊点失效情况。通过对PCB板基切片、研磨、抛光后观察其界面,是发现PCB焊点钎料杂质、缺陷,控制元器件封装内部缺陷等PCB焊接质量,观察镀铜厚度的检测手段。
金相显微镜需要用到的放大倍数为500~600倍,绝大多数为正置式金相显微镜。
本文试验中使用蔡司的Axio Scope Al金相显微镜,放大倍率可达1000倍。整套金相显微镜设备中包括金相显微镜和切割机、镶嵌机、磨抛机等金相制样设备,可实现PCB的板基切片分析,观察镀铜组织、厚度等功能。
1 金相切片的制作过程
PCB板显微镜组织检测是将焊点切片、研磨、抛光后用显微镜来观察其界面。
金相切片制作工艺流程如下:取样→精密切割→镶嵌→粗磨→细磨→抛光→观测。使用精密切割机,注意保持切割面与覆铜面垂直。在镶嵌机上把切割好的样件镶嵌成型。在磨抛机换上抛光布,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。
2 金相切片的观察
金相切片是一种发现PCB钎料杂质、溶蚀、组织结构、合金层及微小裂纹的有效方法。焊点裂纹一般呈中心对称分布,因而应尽量可能沿对角线方向制样,可以直观的反映材料样品组织形态。将样品的待检部位朝上,平放于显微镜的观测台上,依据待检部位的具体情况,精调载物台旋钮。选用低倍数的放大物镜,手动粗调物镜台上下移动旋钮,直至能看到被测样品,再手动精调物镜台上下移动旋钮,直到能够清晰地观察其真实图像为准。期间调整光源,让目镜观察亮度适合。在下图的金相切片观察中,能清晰反映右侧的焊点存在杂质、气孔等缺陷。
PCB焊点缺陷观察图
3 PCB覆铜厚度测量分析
通过CCD把PCB覆铜面的切片观察图像输出到电脑上,在电脑显示器放大分析图像。测量分析的时打开MIAPS分析软件,把刚才排好的照片在分析软件打开,然后加载相应倍数标尺。在软件菜单的专用部分里面第一项是长度测量。第一步加载标尺,
PCB覆铜厚度测量图
测量结果如下:线段条数:10;最小长度:33.238μm;最大长度:36.434μm;总计长:351.463μm,平均长35.146μm。
下表列出了PCB覆铜厚度的要求,试验测量厚度35.146μm符合1(oz/Ft2)覆铜厚度的要求。(注:外层成品厚度一般为:基铜厚度+(0.5~1) OZ/Ft2;内层厚度基本与基铜厚度相等。)
PCB覆铜厚度的要求
印制板的生产过程,是一个工艺流程复杂的,总会出现这样那样的质量问题,要很好的解决这些问题,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,改进人为失误,进行严格的生产管理,使印制板的生产质量稳步提高。
(本文选自“欧波同”征文大赛文章,未经允许,不得转载!)
关于欧波同
欧波同有限公司,是中国领先的微纳米技术服务供应商,是一家以外资企业作为投资背景的高新技术企业,总部位于英国,分别在北京、上海、辽宁、山东、河南、陕西等地设有分公司和办事处。作为蔡司电子显微镜在中国地区最重要的战略合作伙伴,公司秉承“打造国内最具影响力的仪器销售品牌”的经营理念,与蔡司品牌强强联合,正在为数以万计的中国用户提供高品质的产品与国际尖端技术服务。未来,我们将一如既往致力于中国微纳米技术的创新与发展,与中国广大客户一起携手共同描绘中国高端微纳米科技振兴辉煌的广阔蓝图!欲了解更多信息,请浏览公司网站:http://www.opton.com.cn/
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