CN103698152A - 一种制备埋嵌型印制电路板金相切片样品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明针对埋嵌型印制电路板，提供一种制备金相切片样品的方法，将待测埋嵌型印制电路板附着于增强支撑板表面，再依次进行切割取样、封胶灌模、金相分析样品、研磨、抛光、微蚀等工艺制备得金相切片样品。克服了埋嵌型印制电路板金相切片样品制备过程中直接切割取样导致切片样品变形、封胶灌模过程中切片样品发生弯折、研磨过程中极易研磨过度等问题，确保金相切片样品的稳定性和一致性；有效降低埋嵌型印制电路板品质检测成本，提高检测效率以及检测结果的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于印制电路板制造领域，涉及印制电路板（Printed Circuit Board，简称PCB)品质检测，具体针对埋嵌型印制电路板提供一种制备金相切片样品的方法。
背景技术
在印制电路板制造领域，印制电路板品质检测是必不可少的工序。在印制电路板生产初期，产品多为简单的单面板、双面板，且线宽、线距很大，采用目测技术就可满足企业品质检测的实际需要，必要时辅以放大装置。随着多层板、精心线路等技术的普及，则必须借助专用PCB检测仪器和设备才能获得可靠信息。金相切片分析具有成本低、应用范围广、可靠性和精确性高等优点，能够检测印制电路板诸如树脂沾污、镀层裂缝、孔壁分层、层间厚度、内层环宽、层间重合度、镀层质量、孔壁粗糙度等问题；成为了印制电路板制造中品质检测的重要手段。
传统的印制电路板金相切片分析流程为切割取样、封胶灌模、金相分析样品、研磨、抛光、微蚀、观测数据。随着电子产品集成度的提高，印制电路板中无源元件与有源元件数量的比率不断上升，印制电路板埋嵌无源元件技术得到了越来越广泛的关注，成为先进印制电路板制造技术发展的方向。埋嵌型印制电路板埋嵌无源元件主要为电阻器、电容器。印制电路板中埋入电容器、电阻器等无源元件后使在印制电路板不同区域出现物理性质的差异；同时，随着电子产品小型化发展，埋嵌型印制电路板制造工艺采用基材越来越薄，如埋嵌平面电容印制电路板采用超薄芯板（介质层厚度极薄，约为10μm）、Ohmega—Ply平面电阻材料中镍磷合金层厚度约为0.1～0.4μm，使得埋嵌型印制电路板也很薄；这都使其品质检测更加倚重金相切片分析，也其对金相切片样品的制备提出了更高的要求。若采用传统的印制电路板金相切片分析流程，直接从待检测埋嵌型印制电路板上切割取样，会导致切片样品变形；封胶灌模过程中切片样品易发生弯折；研磨切片样品也极易出现研磨过度；这些问题都会大大降低金相切片样品的稳定性与一致性，导致最后观测结果准确性低、可靠性差，无形中也增加了埋嵌型印制电路板品质检测成本。因此，针对埋嵌型印制电路板金相切片样品的制备方法成为我们研究的重点。
发明内容：
本发明的目的在于针对埋嵌型印制电路板提供一种金相切片样品的制备方法。解决埋嵌型印制电路板金相切片样品制备过程中切片样品变形、弯折、易过度研磨等问题，有效降低埋嵌型印制电路板检测成本，提高检测效率以及检测结果的准确性和可靠性。
本发明的技术方案为：一种制备埋嵌型印制电路板金相切片样品的方法，包括以下步骤：
步骤1.采用刚性PCB基板作为金相切片样品增强支撑板；对增强支撑板进行表面预处理，首先用砂纸将表面打磨粗化，然后依次用清洗液、去离子水清洗干净，最后放入烘箱中烘干；
步骤2.取待检测埋嵌型印制电路板，确定金相切片样品取样区域并作好标记；
步骤3.将经步骤1的增强支撑板放置在水平台面上，在经预处理的粗化面均匀涂覆一层粘接剂，然后将待检测埋嵌型印制电路板平整覆盖在增强支撑板上，微压待粘接剂固化，保证增强支撑板与待检测埋嵌型印制电路板之间紧密粘合；
步骤4.将经步骤3所得增强支撑板与待检测埋嵌型印制电路板的粘合样品置于冲床下，对准步骤2标记的取样区域取样得切片样品，对切片样品清洁干燥、并检查确认无机械损伤；
步骤5.取金相切片专用模，采用固定环将步骤4所得切片样品直立放置于模内，待检测切面朝模底；
步骤6.制备金相切片样品抛光件，将环氧树脂胶液、固化剂、催化剂按照容积比10:1:1均匀混合后倒入放置有切片样品的金相切片专用模内，轻敲模壁、赶走吸附在试样上的气泡，静置固化；固化完成后，从模内取出即得金相切片样品抛光件；
步骤7.金相切片样品抛光件进行抛光，首先采用金相专用砂纸目数由小到大的顺序对待检测切面依次进行粗磨和细磨，直至待检测切面无明显的划痕，并确保待检测部位准确磨出；然后利用抛光粉在抛光机上对待检测切面进行抛光处理；
步骤8.微蚀处理，首先用微蚀溶液对待检测切面进行处理，然后用清水清洗表面，即得埋嵌型印制电路板金相切片样品。
采用金相显微镜对埋嵌型印制电路板金相切片样品进行品质观察与分析。
优选的，步骤1中所述刚性PCB基板为酚醛树脂纸基层压板（如FR-1、FR-2、XPC）、环氧树脂玻纤布基层压板（如FR-4、FR-5、C-10）、复合基层压板（如CEM-1、CEM-3）、玻璃布-聚酰亚胺树脂覆铜箔板（GPY）、玻璃布-聚四氟乙烯树脂覆铜箔板。所述增强支撑板厚度为1～3mm。
优选的，步骤3中所述粘接剂为高强度有机硅粘合剂、α-氰基丙烯酸乙酯型、环氧树脂系列粘接胶。
优选的，步骤6中所述固化剂为甲基咪唑、聚醚胺D230、脂环胺、咪唑类；所述催化剂为N,N-二甲基乙醇胺（DMEA）、N,N-二甲基环己胺（DMCHA）。
优选的，步骤8中所述微蚀溶液由浓氨水和30%的双氧水按体积比9:1的比例混合而成。
优选的，步骤4中所述取样得切片样品尺寸为12×10mm。
需要进一步说明的是，在本发明中采用刚性PCB基板作为金相切片样品增强支撑板，保证增强支撑板与金相切片样品耐磨性能一致。步骤3中采用粘接剂都是耐高温无色透明粘接剂，避免对金相切片样品制作及检测产生影响。步骤7中采用金相专用砂纸对待检测切面依次进行粗磨和细磨，若待检部件为孔壁，须准确磨至孔的中心位置；且由于金相切片样品很薄，研磨过程中要防止出现研磨过度。
本发明针对埋嵌型印制电路板，提供一种制备金相切片样品的方法，将待测埋嵌型印制电路板附着于增强支撑板表面，再依次进行切割取样、封胶灌模、金相分析样品、研磨、抛光、微蚀等工艺制备得金相切片样品。克服了埋嵌型印制电路板金相切片样品制备过程中直接切割取样导致切片样品变形、封胶灌模过程中切片样品发生弯折、研磨过程中极易研磨过度等问题，确保金相切片样品的稳定性和一致性；有效降低埋嵌型印制电路板品质检测成本，提高检测效率以及检测结果的准确性和可靠性。本发明提供金相切片样品制备方法同样适用于其他薄型印制电路板。
附图说明
图1为本发明提供制备埋嵌型印制电路板金相切片样品方法的工艺流程示意图。
图2为本发明实施例1中制备得4层埋嵌电容印制电路板金相切片样品观测结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例与附图对本发明做进一步详细说明。
制备4层埋嵌电容印制电路板金相切片样品的方法，包括如下步骤：
步骤1.选取一块厚度为3mm的FR-4基板材料，裁切成5×5cm的金相切片增强支撑板；首先将FR-4基板表面用P120砂纸打磨粗化，然后放入清洗液中清洗，然后用去离子水清洗干净，最后放入烘箱中120℃烘干30分钟；
步骤2.取待检测4层埋嵌电容PCB板，用剪刀剪成5×5cm形状，确定待检测的取样区域并作好标记；
步骤3.将粗化、干净的FR-4基板材料增强支撑板放置水平台面上，在粗化面均匀涂覆一层α-氰基丙烯酸乙酯型粘接剂，然后将待检测的4层埋嵌电容PCB板平整覆盖在增强支撑板上，微压待粘接剂固化30分钟；
步骤4.固化完成后，将增强支撑板与待测PCB板的粘合样品置于冲床下，对准步骤2标记的取样区域取样，冲取尺寸为12×10mm切片样品；清洁干燥切片样品，并检查确认取样切片无机械损伤；
步骤5.取一金相切片专用模，采用固定环将步骤4所得切片样品直立放置于模内，待检测切面朝模底；
步骤6.取150mL的纸杯，倒入约30mL环氧树脂胶液，然后依次加入3ml聚醚胺D230（固化剂）和3ml N,N-二甲基乙醇胺（催化剂），轻巧转动直至各组分混合均匀；将配制的环氧树脂胶液，慢慢倒入放有切片样品的金相切片专用模内，轻敲模壁，赶走吸附在试样上的气泡；静置约15分钟固化，待固化完成后，样件冷却至室温，即得金相切片样品抛光件、并从模内取出；
步骤7.按金相专用砂纸目数由小（P120）到大（P4000）的顺序依次对待检测切面进行粗磨和细磨，直至待检表面无明显的划痕，确保待检部位准确磨出；再利用抛光粉在抛光机上对待检表面进行抛光处理；
步骤8.将抛光样放入由浓氨水和30%的双氧水按体积比9:1的比例混合的微蚀溶液中浸泡60秒钟，取出用清水清洗表面，即得4层埋嵌电容印制电路板金相切片样品。
最后采用金相显微镜对4层埋嵌电容PCB板进行品质观测与分析，其观测结果如图2所示。本发明针对埋嵌型印制电路板提供的制备金相切片样品的方法确保金相切片样品的稳定性和一致性；工艺流程简单，有效降低埋嵌型印制电路板检测成本，提高检测效率以及检测结果的准确性和可靠性。本发明并不局限于本实施例，所提供金相切片样品制备方法同样适用于其他薄型印制电路板。
Claims (5)
1.一种制备埋嵌型印制电路板金相切片样品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.采用刚性PCB基板作为金相切片样品增强支撑板；对增强支撑板进行表面预处理，首先用砂纸将表面打磨粗化，然后依次用清洗液、去离子水清洗干净，最后放入烘箱中烘干；
步骤2.取待检测埋嵌型印制电路板，确定金相切片样品取样区域并作好标记；
步骤3.将经步骤1的增强支撑板放置在水平台面上，在经预处理的粗化面均匀涂覆一层粘接剂，然后将待检测埋嵌型印制电路板平整覆盖在增强支撑板上，微压待粘接剂固化，保证增强支撑板与待检测埋嵌型印制电路板之间紧密粘合；
步骤4.将经步骤3所得增强支撑板与待检测埋嵌型印制电路板的粘合样品置于冲床下，对准步骤2标记的取样区域取样得切片样品，对切片样品清洁干燥、并检查确认无机械损伤；
步骤5.取金相切片专用模，采用固定环将步骤4所得切片样品直立放置于模内，待检测切面朝模底；
步骤6.制备金相切片样品抛光件，将环氧树脂胶液、固化剂、催化剂按照容积比10:1:1均匀混合后倒入放置有切片样品的金相切片专用模内，轻敲模壁、赶走吸附在试样上的气泡，静置固化；固化完成后，从模内取出即得金相切片样品抛光件；
步骤7.金相切片样品抛光件进行抛光，首先采用金相专用砂纸目数由小到大的顺序对待检测切面依次进行粗磨和细磨，直至待检测切面无明显的划痕，并确保待检测部位准确磨出；然后利用抛光粉在抛光机上对待检测切面进行抛光处理；
步骤8.微蚀处理，首先用微蚀溶液对待检测切面进行处理，然后用清水清洗表面，即得埋嵌型印制电路板金相切片样品。
2.按权利要求1所述一种制备埋嵌型印制电路板金相切片样品的方法，其特征在于，所述步骤1中刚性PCB基板为酚醛树脂纸基层压板、环氧树脂玻纤布基层压板、复合基层压板、玻璃布-聚酰亚胺树脂覆铜箔板或玻璃布-聚四氟乙烯树脂覆铜箔板；厚度为1～3mm。
3.按权利要求1所述一种制备埋嵌型印制电路板金相切片样品的方法，其特征在于，所述步骤3中粘接剂为高强度有机硅粘合剂、α-氰基丙烯酸乙酯型或环氧树脂系列粘接胶。
4.按权利要求1所述一种制备埋嵌型印制电路板金相切片样品的方法，其特征在于，所述步骤6中固化剂为甲基咪唑、聚醚胺D230、脂环胺或咪唑类；所述催化剂为N,N-二甲基乙醇胺或N,N-二甲基环己胺。
5.按权利要求1所述一种制备埋嵌型印制电路板金相切片样品的方法，其特征在于，所述步骤8中微蚀溶液由浓氨水和30%的双氧水按体积比9:1的比例混合而成。
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