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微切片制作（十八） 1.18 内环裂伤 ??? IPC-6012将多层板漂锡试验所发生的内环破裂或微裂称为Type Crack,对于Class 2电脑板类是不能允收的。此等内环之破裂大多发生在漂锡那一面的次内层。发生的原因是由于该内层铜箔（Grade 1 电镀铜箔）耐不住高温热应力的拉扯，只要改用Grade 3之HTE(High Temp.Elongation)Foil即可摆平，也就是改采高温延伸率（1800C，2％以上）及格的铜箔就能过关。 ??? 此种毛病严格说来也是十年以上的老问题了，对高纵横的深孔比较容易发生。当年出现故障与解决问题都被认为是一件很了不起的事，就目前的科技知识水准来看，实在也不值得夸耀，只不过是Grade 3的HTE铜箔价格较贵，不是现时降价连主机板与周边卡板所能负担得起的。 ??? 在数位讯号传输速度愈来愈快之下，任何讯号线（指导线、孔环、孔壁等各种导体）上的瑕疵，都会影响到讯号（Signal)的特性阻抗Zo。因而要求也愈来愈不轻松。不过正常出货的喷锡板很少会发生裂环的，只有刻意做的热应力漂锡试验才会发生此种故障。以下即为笔者收集的各种切片的照相。 ??? 图1 左为军用八层板200X之通孔漂锡切片，可清楚看到朝下的焊锡面出现甚大的V字变形，以及与锡面接触的第二层内环发生微裂。右为500X之特写镜头，其微裂尚未裂透的画面也清晰可辩。注意二十年前多层板很少，军用板尤其是凤毛麟角，价格自然高高在上，1ft2大小的八层板每片售价高达新台币两万余元者也很稀松平常。因而其通孔镀铜厚度竟在3mil以上，真是匪夷所思，有图为证之下应不致被认为是胡吹乱盖才对。其实当时所谓High End的板子，其难度连目前笔记型电脑板的十分之一都不到。 ??? 图2 左为300X的裂环画面，右亦为300X轻微内环破裂情形。 ??? 图3 为对垂直切片上单一裂环处能更广泛又深入的了解起见，特再做水平切片进行观察。左为1000X的明视水平画面，其层次由左向右分别是：一、孔腔中深灰色的填锡；二、厚化铜正片法所得之单层铜孔壁；三、发生微裂的铜箔孔环。注意，此样系以厚化铜方式制作，因而两铜之间的介面界沟看起来比较宽些。右为1000X的暗视图，其铜箔内环上的裂口特别显眼，如此裂纹怎能让2.5V与300MHz的方波讯号能够顺利通过？ ??? 图4 左200X画面上除内环微裂外环可清楚看到孔铜弹开、外环的V字变形、粉红圈的恶性扩大、孔壁一铜的起伏、孔壁二铜的整平等情形。右200X除了上述现象外，尚有轻微的树脂缩陷。 ??? 图5 左100X之试样由于漂锡前未做正确的烘烤（按MIL-P-55110E规定须先在1210C中烘烤六小时，才能去做热应力试验），故在水气的助虐下Z方向鼓胀的更大，不但将各内环拉裂，甚至更拉到移位的离谱现象，而且连延性很好的电镀孔铜壁也拉断了。含湿气的样板只要一进锡锅就会劈哩叭啦的作响。右200X画面也是热胀强力猛拉后又不正常的迅速收缩，至使内环被拉裂后又再缩回而错位，因而出现了裂环处不搭嘎的怪异情形。 ??? 图6 左漂锡试样为200X已先在1000C烤过二小时，因而漂锡Z方向热胀力十分合理，外环V字变形也不很大。右样则可能板内所含湿气颇多，且漂锡前又未加烘烤，因而漂锡后在热胀（应）力外加上水蒸气膨胀的力量 ??? 图7 当内环铜箔侧面在PTH制程中的清洁工作没做好，会有铜盐或其他钝化皮膜存在，则孔铜对其附著力很不好拉开。左1000X可见互连处的结合力还好。右1000X则结合力不足而被拉开成为后分离。