Bevezető

A csiszolati vagy keresztmetszeti vizsgálat egy roncsolásos, mintavételes eljárás, amelyet a PCB gyártás során általánosan alkalmaznak. Minden nap rendszeresen végzünk csiszolati vizsgálatokat, mivel ezek lehetővé teszik számunkra, hogy belelássunk a PCB szerkezetébe, valamint pontos méréseket végezzünk a gyártási folyamatok ellenőrzéséhez és a végeleges PCB minőségének megerősítéséhez.

Csiszolati vizsgálattal ellenőrizzük a következőket:

  • PCB alapanyag
  • Többrétegű nyomtatott áramköri lapok rétegfelépítése
  • Fémezett furatok rézleválása
  • Külső és belső réteg vezetők vastagsága és regisztrációja
  • Rétegek közötti kapcsolat
  • Forrasztásgátló lakk fedése
  • Felületfémezés vastagsága

Csiszolatkészítés folyamata

  1. Kiválasztjuk a megfelelő nyomtatott áramköri lapot vagy minőségellenőrzési teszt kupont
  2. Kivágunk egy darabot a mintához
  3. Beágyazzuk a mintát gyantába
  4. Síkra csiszoljuk a felületet
  5. Polírozzuk és szükség esetén visszamaratjuk

Rétegfelépítés ellenőrzése

A többrétegű PCB rétegfelépítésének ellenőrzése során, a magok, a rézfóliák és a prepregek vastagságát, valamint a préselési folyamat hatékonyságát vizsgáljuk. A hőterhelés után az alapanyagban lévő hibákat is keressük (delamináció, hólyagosodás, üregek vagy repedések, stb.).

Ellenőrizzük a belső réteg rajzolati elemeinek és a furatok közötti regisztrációs pontosságot. A következő képen ugyanaz a PCB látható, mint az előzőn. Az előbb említett regisztrációs pontosságot mérve némi illesztési pontatlanság figyelhető meg, ami jelen esetben tűréshatáron belül van. Minden többrétegű gyártási panelen egy speciális tesztkupont is használunk, hogy megerősítsük a furatok helyzetét a (már nyomtatott) belső rétegekhez képest.

A következő képen látható módon szilárd kapcsolatnak kell lennie a fémezett furat fala és a belső réteg réz között. A gyenge vagy megszakadt kapcsolat a fúrás vagy a furatfal előkészítés során felmerülő technológiai problémákra utal. A kész lapon a megszakadt belső kapcsolatokat az elektromos tesztek során szűrni tudjuk.

Fémezett furatok

Minden egyes gyártási panelen 5 roncsolásmentes mérést végzünk a furatokban lévő rézbevonat vastagságának ellenőrzésére. A méréseket rendszeres csiszolati vizsgálattal támasztjuk alá, hogy további információkat kapjunk a folyamat minőségéről. Ehhez tesztkuponokat használunk, amelyek minden gyártási panelen megtalálhatók.

A rézbevonat vastagága hat mérés átlaga, amelyekből hármat a furat mindkét oldalán, nagyjából negyed, fél és háromnegyed rész mélységben végzünk.

Az alkatrészfuratok szabványos tűrése +/- 0.10 mm. A kész furatátmérőt a végellenőrzés során kúpos mérőeszközzel mérjük. A csiszolat ezt a mérést erősíti meg, és részletesebb információt nyújt folyamataink minőségéről. A következő képen egy 250 mikron névleges átmérőjű galvanizált furat tényleges szélessége látható.

Rézvastagság

Belső rétegek

A belső rétegek nincsenek galvanizálva, így a rézvastagság lényegében a felhasznált rézfólia vastagságát jelnti. A tisztítási és előkészítési folyamatok során azonban a rézvastagság némileg csökken. Az IPC-A-600 (2. osztály) szabvány a következő értékeket adja meg a feldolgozás utáni minimálisan elfogadható rézfólia vastagságra vonatkozóan:

Kiinduló réz Min. vastgaság a feldolgozás után
12 µm 9,3 µm
18 µm 11,4 µm
35 µm 24,9 µm
70 µm 55,7 µm

A lenti kép feldolgozás után mutatja a rézvastagságot egy 35 µm-os rézfóliával rendelkező belső réteg esetében:

Külső rétegek

A külső rétegekre galvánrezet választunk le a fémezett furatokkal egy időben, így a végső rézvastagság a kiindulási rézfólia mínusz a tisztítás során elveszett réz, plusz a galvanizált réz. Az IPC-A-600 (2. osztály) a következő minimálisan elfogadható kész rézvastagságot adja meg a feldolgozás után:

Kiinduló réz Min. vastgaság a feldolgozás után
12 µm 29,3 µm
18 µm 33,4 µm
35 µm 47,9 µm
70 µm 78,7 µm

A csiszolati kép a 18 µm-os kiinduló rézzel rendelkező külső rétegen egy vezető vastagságát mutatja:

Külön is mérhetjük az alapréz és a galvanizált réz vastagságát. Az alapréz a lenti esetben 12 mikron.

Forrasztásgátló lakk

A vezetők felett a forrasztásgátló lakk minimális vastagsága >7 µm.

Felületfémezés

Az ólommentes HAL vastagságának mérésére is alkalmazhatunk keresztmetszeti vizsgálatot. A kémiai arany esetében csak a nikkel vastagságának mérésére használhatunk csiszolati vizsgálatot (ahogy a képen látható), mivel az arany vastagsága 0.10 µm alatt van. Az arany vastagságának mérésére és a kémiai ezüst esetében roncsolásmentes röntgensugaras mérést alkalmazunk.