CN105463464B - 用于焊接过程形成的imc层检测的微蚀液及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液及检测方法。该微蚀液，以重量百分比计，包括氯化铁4％‑7％、浓盐酸3％‑8％、溶剂85％‑90％。该微蚀液能够在较好的在去除锡层的同时，保证IMC的完整性，以便清晰地观察IMC的形貌及测量其厚度，避免直接观察的误差，提高线路板焊点可靠性判断的准确性。

Description

用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液及检测方法
技术领域
本发明涉及IMC层检测领域，特别是涉及用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液及检测方法。
背景技术
在线路板的加工中，通常需要使用焊料(焊料中主要组分为锡)将线路板和电子元器件焊接在一起，实现电子产品的性能。此焊接的良好性，决定了产品性能的好坏。焊接过程中，由于高温的作用下焊料中的锡与线路板焊盘表面的铜或镍相互扩散，会形成铜锡或镍锡体系的合金层，即IMC层。IMC层的厚度直接影响焊点的可靠性：厚度过薄，其焊点强度较弱；厚度过厚，其焊点过脆，容易断裂；只有当其厚度适中时，才能使焊点的强度较好，可靠性较高。
目前，线路板行业通过制备微切片的方法来观察IMC的形貌及厚度，但由于微切片的制备需要使用机械研磨，制备得到的微切片表面的IMC在研磨过程中发生了形变，直接对表面进行观察容易导致IMC形貌及厚度的误判，从而对线路板焊接过程中形成的焊点的可靠性造成误判。
发明内容
基于此，有必要提供一种用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液及检测方法。
一种用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液，以重量百分比计，包括氯化铁4-7％、浓盐酸3-8％、溶剂85-90％。
在其中一个实施例中，以重量百分比计，包括氯化铁5-7％、浓盐酸3-5％、溶剂88-90％。
在其中一个实施例中，所述溶剂为无水乙醇。
在其中一个实施例中，所述IMC层为铜锡合金层或镍锡合金层。
本发明还提供一种焊接过程形成的IMC层的检测方法，包括如下步骤：
(1)制作待测样品的微切片，并研磨至在所述微切片的切面露出IMC层；
(2)将权利要求1-4任一项所述的微蚀液滴在所述切面上，微蚀15-25s；
(3)清洗、干燥后，观察即可。
在其中一个实施例中，步骤(2)所述微蚀的时间为19-21s。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用三氯化铁和浓盐酸配制微蚀液对焊点的微切片表面进行蚀刻，该微蚀液能够蚀刻掉锡层，露出IMC层，以便清晰地观察IMC的形貌，及测量其厚度，避免直接观察的误差。
其中，三氯化铁以及浓盐酸的浓度对蚀刻后IMC的完整度具有较为关键的影响，本发明通过大量的实验研究，合理控制微蚀液中三氯化铁的重量百分比为4％-7％，浓盐酸的重量百分比为3％-8％，可较好的在去除锡层的同时，保证IMC形貌及厚度的完整性，以便对线路板焊点的可靠性做出准确的判断。
该微蚀液的溶剂优选为无水乙醇，能够更好的对微切片表面进行浸润，微蚀效果更理想。
本发明所述焊接过程形成的IMC层的检测方法操作简单，合理控制上述微蚀液在微切片表面的停留时间为15-25s，获得完整的IMC形貌及厚度的同时，检测效率高。
附图说明
图1为本发明实施例1中经所述微蚀液微蚀后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图2为本发明实施例2中经所述微蚀液微蚀后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图3为本发明实施例3中经所述微蚀液微蚀后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图4为对比例1中经所述微蚀液微蚀5s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图5为对比例1中经所述微蚀液微蚀10s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图6为对比例1中经所述微蚀液微蚀15s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图7为对比例1中经所述微蚀液微蚀20s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图8为对比例2中经所述微蚀液微蚀5s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图9为对比例2中经所述微蚀液微蚀10s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图10为对比例2中经所述微蚀液微蚀15s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图11为对比例2中经所述微蚀液微蚀20s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图；
图12为对比例3中经所述微蚀液微蚀30s后的IMC层形貌及厚度显微观察结果图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液及检测方法作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例一种用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液，以重量百分比计，包括氯化铁5％、浓盐酸5％、无水乙醇90％。
将该微蚀液用于焊接过程形成的IMC层的检测，所述IMC层为铜锡合金层，检测方法包括如下步骤：
(1)按照常规方法经取样、烘烤、灌胶步骤制作待测样品的微切片，并研磨至在所述微切片的切面露出IMC层；
(2)将所述微蚀液滴在所述切面上，微蚀20s；
(3)用蒸馏水将所述切面冲洗干净后吹干，即可通过扫描电镜观察IMC层形貌及厚度，结果见图1。
实施例2
本实施例一种用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液，以重量百分比计，包括氯化铁4％、浓盐酸8％、无水乙醇88％。
将该微蚀液用于焊接过程形成的IMC层的检测，所述IMC层为铜锡合金层，检测方法包括如下步骤：
(1)按照常规方法经取样、烘烤、灌胶步骤制作待测样品的微切片，并研磨至在所述微切片的切面露出IMC层；
(2)将所述微蚀液滴在所述切面上，微蚀15s；
(3)用蒸馏水将所述切面冲洗干净后吹干，即可通过扫描电镜观察IMC层形貌及厚度，结果见图2。
实施例3
本实施例一种用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液，以重量百分比计，包括氯化铁7％、浓盐酸3％、无水乙醇90％。
将该微蚀液用于焊接过程形成的IMC层的检测，所述IMC层为镍锡合金层，检测方法包括如下步骤：
(1)按照常规方法经取样、烘烤、灌胶步骤制作待测样品的微切片，并研磨至在所述微切片的切面露出IMC层；
(2)将所述微蚀液滴在所述切面上，微蚀25s；
(3)用蒸馏水将所述切面冲洗干净后吹干，即可通过扫描电镜观察IMC层形貌及厚度，结果见图3。
对比例1
本对比例一种用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液，以重量百分比计，包括氯化铁5％、浓盐酸10％、无水乙醇85％。
将该微蚀液用于焊接过程形成的IMC层的检测，所述IMC层为镍锡合金层，检测方法同实施例1，分别微蚀5s，10s，15s，20s，结果见图4-7，IMC层均被严重蚀刻掉，IMC很难观察到。
对比例2
本对比例一种用于焊接过程形成的IMC层检测的微蚀液，以重量百分比计，包括氯化铁5％、浓盐酸30％、无水乙醇65％。
将该微蚀液用于焊接过程形成的IMC层的检测，所述IMC层为镍锡合金层，检测方法同实施例1，分别微蚀5s，10s，15s，20s，结果见图8-11，IMC层均被严重蚀刻掉，IMC很难观察到。
对比例3
将实施例1所述微蚀液用于焊接过程形成的IMC层的检测，所述IMC层为镍锡合金层，检测方法同实施例1，区别在于：微蚀时间为30s，结果见图12，IMC层均被严重蚀刻掉，IMC很难观察到。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种焊接过程形成的IMC层的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制作待测样品的微切片，并研磨至在所述微切片的切面露出IMC层；
(2)将微蚀液滴在所述切面上，微蚀15-25s；所述微蚀液以重量百分比计，包括氯化铁4-7％、浓盐酸3-8％、溶剂85-90％；
(3)清洗、干燥后，观察即可。
2.根据权利要求1所述的焊接过程形成的IMC层的检测方法，其特征在于，以重量百分比计，所述微蚀液以重量百分比计，包括氯化铁5-7％、浓盐酸3-5％、溶剂88-90％。
3.根据权利要求1所述的焊接过程形成的IMC层的检测方法，其特征在于，步骤(2)所述微蚀的时间为19-21s。
4.根据权利要求1-3任一项所述的焊接过程形成的IMC层的检测方法，其特征在于，所述溶剂为无水乙醇。
5.根据权利要求1-3任一项所述的焊接过程形成的IMC层的检测方法，其特征在于，所述IMC层为铜锡合金层或镍锡合金层。
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