为什么要对电路板进行横断面检查?

电路板的完整性不能总是通过无损技术来保证，如目测和x射线检测手段。也可能需要在高倍镜下进行横切面检查。

横切(有时称为微切)是一种金相技术，用于表征材料，进行故障分析和暴露印刷电路板(PCB)或电子元件封装的内部结构。yabo娱乐vip横截面包括将PCB的目标段安装在灌封材料中，以获得支撑，并在随后的抛光过程中保护样品。安装的样品使用逐渐精细的介质仔细抛光，以达到感兴趣的目标检查平面。然后在光学显微镜或扫描电子显微镜(SEM)下以各种放大倍数检查制备的标本。此过程由IPC TM-650 2.1.1过程定义。下面的设备列表展示了截面样品制备和分析中使用的一些主要设备:

1. 抛光机用于准备用于评估的目标组件的表面，在抛光过程的不同阶段使用不同磨粒的抛光纸。通常在抛光过程中使用更细的磨砂，最后的抛光步骤是0.05微米的二氧化硅或氧化铝粉。
2. 一种被称为“金相显微镜”的光学显微镜用于在各种放大倍数下检查截面标本的微观结构，最高可达1000倍，具有有限的景深。安装的样品可以在抛光或蚀刻条件下观察。
3. 扫描电子显微镜(SEM)用于检查板表面或横截面样品。由于它的高景深，样品不需要打磨扫描电镜检查。扫描电镜可以在各种模式下工作，如二次电子(SE)模式或背散射电子模式(BSE)在高真空或可变压力下(以适应非导电样品)。SE模式提供了样品表面的地形信息;BSE模式可用于地形和元素对比度在各种放大倍率从10到20万倍。扫描电镜还能够进行能量色散光谱(EDS)，它可以对样品的局部点提供直接的定性和半定量元素分析。

虽然具有破坏性，但横断面检查可以揭示PCB内部结构的宝贵细节，这是无损视觉或x射线检查无法提供的[1,2]。例如，横断面检查揭示了焊料晶粒结构、焊料与导体衬垫之间的金属间边界条件、裂纹和空隙，甚至微小夹杂物的组成。研究这些细节有助于快速确定故障的根本原因。此外，还可以测量内部结构，如镀铜厚度和金属间边界厚度，为过程控制或检查提供有用的信息。图1到图3展示了一些典型的PCB截面示例。

截面分析可以在PCB生产的不同阶段进行。它是电镀通孔或通孔评价的常规试验，也是叠合板生产中对介质叠合状况、内层铜厚度、迹宽的检验。截面分析也是组装pcba的关键测试。只有这个分析可以检查:

• 空隙或裂缝

• 球栅阵列(BGAs)，以查看焊点是否形成正确

• 焊料堆积量，通孔填充量，焊点湿润情况和空隙

• 热循环后晶粒变粗，金属间化合物形成，锡晶须生长

特别是在发生故障时进行截面分析。有时，对于视觉上通过热循环测试的部件，跳过了截面检查;然而，Element发现，即使零件通过了循环测试，评估焊点条件也是至关重要的，因为在非破坏性评估中通常无法检测到的焊点中会形成微裂纹。测试后的截面分析提供了有价值的信息，例如测试对组件和焊点造成了多少损伤，以及损伤以何种形式发生。因此，可以更准确地评估PCB的可靠性。

以下是通过热循环测试和测试后视觉检查的组装组件的几个例子。在进行横断面检查时，焊点处发现裂纹。这些是典型的无铅表面贴装芯片电阻和led。芯片电阻有一个陶瓷基板，端接，LED是聚合物封装和底部端接，所有回流与无铅焊料。所有的裂纹都在元件底部和PCB底座之间。图4至图9所示的一些裂纹是明显的，而一些发际裂纹只有在显微镜下高倍镜检查才能发现。

结论

1. 横断面分析揭示了pcb中无法通过无损视觉和x射线检测发现的有害特征。
2. 横断面分析揭示了pcb中的有害特征，即使它们通过了热循环测试。

参考文献

[1] Denis Kiesel，放射学-放射镜…技术比较，第十二届a- pcndt 2006 -亚太无损检测会议，2006年11月5日至10日，奥克兰，新西兰。
[2] P.E.J Flewitt和R.K.Wild，材料表征的物理方法，第二版，物理出版研究所，布里斯托yabo娱乐vip尔和费城，2003年。