焊點切片分析課件

1切片分析報告:SIE制造工程

2014/12/011切片分析報告:SIE制造工程

20142切片分析切片目的：電子元器件表面及內部缺陷檢查及SMT制程不良分析主要為BGA焊點失效分析；鍍層厚度測量；PCB及元器件異常狀況分析適用范圍:適用于電子元器件結構剖析,PCBA焊接缺陷,焊點上錫形態(tài)及缺陷檢測等實驗原理：

切片分析實驗是將檢驗樣本表面經(jīng)研磨拋光（或化學拋光、

電化學拋光）至一定的光滑要求后,已特定的腐蝕液予以腐蝕,用各相或同一相中方向不同對腐蝕程度的不同(anisotropy)而表現(xiàn)出各相之特徵,並利用顯微鏡放大倍率觀察判斷。使用儀器：精密切割機,研磨及拋光機,金相顯微鏡，真空包埋機材料：環(huán)氧樹脂，砂紙，切削液，脫模劑，拋光液，拋光布，蝕刻液（氨水＋雙氧水5%-10%），鑲埋盒，量杯，玻璃棒規(guī)范：IPC-TM-6502.1.12切片分析切片目的：電子元器件表面及內部缺陷檢查及SMT制程3切片分析-實驗設備設備名稱：切割機用途目的：切割材料成適當大小試片，以便后續(xù)鑲埋。原理：利用砂輪鋸片或磚石鋸片高速旋轉，將樣本切割。設備名稱：真空包埋機用途目的：灌膠后在真空環(huán)境下去除鑲埋磨具中的空氣原理：電機將密封的包埋機種中的空氣抽出。3切片分析-實驗設備設備名稱：切割機設備名稱：真空包埋機4切片分析-實驗設備設備名稱：金相顯微鏡用途目的：材料或產(chǎn)品表面品質觀察或切片焊點失效分析，並能實現(xiàn)微小尺寸的軟體測量原理:金像顯微鏡光源發(fā)出的光線經(jīng)物鏡照射于金像試樣表面，取決於表面顯微組織特徵而形成的強弱不同的反射光線再經(jīng)物鏡以及目鏡放大後進入觀察孔，觀察者可由觀察孔看到放大後的反映組織形態(tài)的圖像，或經(jīng)轉換後成像於顯示器上。設備名稱：研磨拋光機用途目的：研磨以及拋光試樣表面，為金像觀察以及攝像前處理工作。原理:利用砂紙上之砂粒或拋光液中之拋光粉與試片表面的物理摩擦作用，對試片表面進行研磨或拋光處理4切片分析-實驗設備設備名稱：金相顯微鏡設備名稱5切片基本信息水平切片位置示意圖水平切片照片切片分為:垂直切片和水平切片垂直切片水平切片5切片基本信息水平切片位置示意圖水平切片照片切片分為:垂直切6垂直切片位置示意圖切片基本信息垂直切片檢驗項目:1.PCB結構缺陷：PCB分層，孔銅斷裂等2.產(chǎn)品結構剖析,電容與PCB銅箔層數(shù)解析,LED結構剖析,電鍍工藝分析,材料內部結構缺陷等；3.微小尺寸量測（一般大于1um）：氣孔大小,上錫高度,銅箔厚度等水平切片檢驗項目:1.BGA空焊，虛焊，孔洞，橋接，上錫面積等6垂直切片位置示意圖切片基本信息垂直切片檢驗項目:7怎樣切片根據(jù)送檢人員要求取樣，對待檢樣品外觀進行觀察并拍照

對需切片分析的部位在精密切割進行切割，切割speed一般設置為275rpm

將固化好的切片試樣由磨具內取出,按照專用研磨砂紙目數(shù)又小到大的順序進行粗磨和細磨用拋光液和拋光布對待檢表面進行拋光處理按標準配置腐蝕液進行顯微觀察拍照，先使用小倍率放大倍數(shù)在使用大倍率觀察.切片流程:取樣切割冷埋研磨拋光微腐蝕觀察固化劑與促進劑以合適的比例倒入紙杯中.用玻璃棒攪拌均勻慢慢倒入模內,將灌好的放入真空泵中抽真空,以趕走試樣中的氣泡7怎樣切片根據(jù)送檢人員要求取樣，對待檢樣品外觀進行觀察并拍照8怎樣切片切片過程中的注意事項：灌膠：1.灌膠前保證樣品的清潔防止灌膠后產(chǎn)生氣泡.方法是用棉棒蘸丙酮進行擦拭清潔.或用超聲波清潔

2.取一切片專用模具,塗抹脫模劑,並且將試樣豎直於模內（可使用固定夾

具）,需將待檢樣品底部水平放置

3.調配樹脂膠混合時將促進劑和樹脂充分攪拌均勻.3.適當提高固化劑的體積含量及適當提高環(huán)境溫度(比如烘烤),能夠縮短固化時間

4.倒入到模具中時使用玻璃棒引流,防止產(chǎn)生氣泡.

5.將試樣放入真空泵中以達到徹底灌封

6.待樹脂在模具內完全固化，此過程中有熱量產(chǎn)生灌膠品質要求：

1.灌封材料與樣品間無間隙

2.灌封材料無氣泡

3.灌封材料灌滿PTH孔8怎樣切片切片過程中的注意事項：9怎樣切片切片過程中的注意事項：研磨：

1.手持樣品切片時,千萬不可用力,否則就會偏離平衡.輕輕拿,慢慢放,穩(wěn)穩(wěn)找(平)2.用180號砂紙粗磨剛脫模樣品,接近PTH孔壁邊.注意：大量水洗，以防止燒焦對樣品破壞，并沖走磨碎.3.依次用,800,1200,2400,4000號砂紙精細研磨樣品,最后磨到PTH孔中心,

磨時用大量水洗.在精細研磨中,磨盤轉速度為200到300轉每分鐘.在兩

相鄰的研磨,旋轉樣品90°,研磨時間為磨掉前道研磨的磨痕的時間的2到

3倍.在換砂紙間檢查樣品,可確認磨痕是否磨掉.研磨平面在同一水平面

上很重要3.用流水沖洗后,用過濾空氣吹.4.研磨過程效率不宜過快,效率越快單位切削越強,樣品標本的形變也就越大,導致后續(xù)細磨和拋光過程中,消除形變的時間越久.

9怎樣切片切片過程中的注意事項：10怎樣切片切片過程中的注意事項：拋光：1.拋光的主要作用是消除細磨過程中的形變.應當依次對每個方向都均勻進行拋光,以消除各個方向在細磨過程中所殘余的形變.

2.拋光布：軟、織布或中絨毛布，拋光液：1到0．1微米鉆石拋光劑、0．05微米氧化鋁或其它氧化物。時間：拋光劑為氧化物或二氧化硅時，拋光時間10到20秒；

當使用鉆石拋光劑和軟織布時，拋光需要幾分鐘(見轉速：使用的拋光速度為100到150轉每分鐘。拋光后效果：1．沒有大于被最后的拋光膏引起的磨痕。2．沒有銅渣鍍到PTH或基材中。3．切片平面在孔中心。如果研磨不夠，那幺要求再研磨和重新拋10怎樣切片切片過程中的注意事項：11怎樣切片切片過程中的注意事項：微蝕液：

25毫升3—5％體積比的雙氧水25毫升氨水(25—30％)1.使用合適的微蝕液擦切片樣品

2.時間為2到3秒注意：過蝕將造成銅箔和電銅分界線模糊，使測量不準。3.用流水或去離子水清洗，除去微蝕劑。4.用溶劑洗后吹干。11怎樣切片切片過程中的注意事項：12切片觀察結果銅箔IMC阻焊膜錫球垂直切片示意圖IMC(Interlliccompound)介面合金共化物:焊錫與被焊金屬之間由于原子間的擴散作用.原子間相互滲入.結合.在高溫中快速形成一薄層類似“錫合金”化合物12切片觀察結果銅箔IMC阻焊膜錫球垂直切片示意圖IMC(I13切片觀察結果IMC層基本特性：1.IMC在PCB高溫焊接或錫鉛重融時才會發(fā)生,其生長速度與溫度成正比,常溫下較慢.直到全鉛的阻絕層才會停止.2.IMC本身具有不良的脆性.影響焊點的機械強度及壽命,尤其是對抗疲勞強度影響最為嚴重.熔點也較金屬要高.3.由于焊錫在介面附近的錫原子會逐漸移走,而與被焊金屬組成IMC,使得該處的錫量減少.相對的使鉛含量的比例增加,以致使焊點展性增大及固著強度降低,久之會帶來整個焊錫體的松弛4.一旦焊墊上原有的熔錫層或噴錫層與滴銅之間出現(xiàn)較厚間距過小的MIC層后，對該焊墊以后再做焊墊有很大的妨礙;也就是在粘錫性和焊錫性上都會出現(xiàn)劣化的情形13切片觀察結果IMC層基本特性：14切片觀察結果-BGA良好的球形拒焊冷焊連錫氣泡綠油起翹灌錫14切片觀察結果-BGA良好的球形拒焊冷焊連錫氣泡綠油起翹灌15切片觀察結果-chip料水平切-OK垂直焊端-OK裂紋傷及電極垂直焊盤-OK電阻-NG電容-NG15切片觀察結果-chip料水平切-OK垂直焊端-OK裂紋傷16切片觀察結果-ESDEOS彷真人體帶8000V靜電放電放電3次放大3000倍16切片觀察結果-ESDEOS彷真人體帶8000V靜電放電17PTH切片的圖片上錫高度75%，環(huán)繞360,拐角OK17PTH切片的圖片上錫高度75%，環(huán)繞360,拐角OK18PTH切片的圖片拐角左OK,右NG不良焊點孔盤不上錫，拐角OK18PTH切片的圖片拐角左OK