印刷電路板(PCB)簡介

印製電路板的英文名稱為：The Printed Circuit Board，通常縮寫為：

PCB

。在電子產品中，印製電路板的主要功能為支撐電路元件和互連電路元件，即支撐和互連兩大作用。

電子裝置採用印製板後，由於同類印製板的一致性，從而避免了人工接線的差錯，並可實現電子元器件自動插裝或貼裝、自動焊錫、自動檢測，保證了電子裝置的質量，提高了勞動生產率、降低了成本，並便於維修。

使用到顯微鏡檢測的PCB工藝流程

掃描電鏡在PCB行業主要用於

失效分析

和

表面分析。

1.

晶片鍵合失效/缺陷分析

在半導體晶片失效的分眾多檢測手段中，掃描電鏡（SEM）在管芯/封裝裂縫、管芯粘合失效/缺陷、鍵合失效/缺陷、線缺陷/斷裂、引腳失效/缺陷、管芯/封裝表面存異物、管芯表面缺陷、密封裂縫/缺陷等方面的檢測中起著重要作用；

引線鍵合是將半導體晶片焊區與引線框架或基板上的金屬佈線焊區用金屬細絲連線起來的封裝工藝技術。

引線腳SEM圖片

引線和鋁層焊接裂縫

鍵合線裂縫

晶片基體被汙染，引線和鋁層一起脫落

2

.Ni/Au鍍層—鎳腐蝕失效分析

PCB上用鍍鎳來作為貴金屬和賤金屬的襯底鍍層，對某些單面印製板，也常用作面層。對於重負荷磨損的一些表面，如開關觸點、觸片或插頭金，用鎳來作為金的襯底鍍層，可大大提高耐磨性；

鎳鍍層厚度一般不低於2。5微米，通常採用4-5微米。

優質的Ni鍍層

差的Ni鍍層

受腐蝕的Ni鍍層

受腐蝕的Ni-腐蝕深度

3.積體電路失效分析

積體電路是汽車和飛機中最重要部件之一，輕微的汙染和工藝引數的改變都會導致這些器件的失效，分析失效的原因是產品質量保證最重要的步驟；

電路的夾雜和缺陷是必須分析和鑑別的，透過更加深入詳細地切片和薄片分析是行之有效的失效分析方法；

積體電路 SE

聚焦離子束（FIB）製作透射電鏡薄片樣品

4.表面分析——

PCB板內電鍍銅效能分析（晶體結構）

在印刷線路板（PCB）中，板內的電鍍銅起到訊號傳輸的作用，它的延展性和抗拉強度直接關係到產品質量與使用壽命等問題

電鍍銅的晶體結構是和它本身的物理特性是相關的，透過觀察電鍍銅晶體結構可以知道電鍍銅的效能是否好，電鍍的工藝是否滿足要求；

質量好的電鍍銅：晶粒多邊形，尺寸2-6um，無晶界缺陷，有一定數量孿晶

質量差的電鍍銅：晶粒尺寸小於1um，延展性差，晶型為柱狀晶；

質量好的電鍍銅 多邊形結構

質量好的電鍍銅 一定數量孿晶

質量差的電鍍銅 晶粒尺寸小於1um

質量差的電鍍銅 柱狀晶粒

5.覆銅板製作-電解銅箔表面晶粒結構觀察

電解銅箔是覆銅板（CCL）及印製電路板（PCB）製造的重要的材料。

厚度為5μm 和9μm 的薄銅箔透過電化學的方法在其表面進行微結構的生成和處理，從而在製作覆銅板時候提高銅箔的粘合力，避免銅箔脫落和接觸不好；

目前電解銅箔新增劑的配方很多，不同的配方可以調整出不同的產品晶粒結構，晶粒結構需要掃描電鏡來觀察。

銅箔M面 3KX SE

銅箔M面 20KX SE

6.多層PCB板內層黑氧化表面微觀形貌

黑化的作用：鈍化銅面；增強內層銅箔的表面粗化度，進而增強環氧樹脂與內層銅箔之間的結合力；。

一般內層黑氧化處理方法有：1。棕氧化法

2。黑氧化處理

3。低溫黑化法

採用高溫黑化法內層板會產生高溫應力（thermal stress）可能會導致層壓後的層間分離或內層銅箔的裂痕。

棕化處理表面微觀形貌 1000x

棕化處理表面微觀形貌 3000x