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【摘 要】许多FPC失效问题需要通过微切片分析技术来找到根本原因,本文主要介绍在FPC失效分析过程中,对25微米粒径左右的微米级切片目标,采用新的“双针定位”方式,实现高精度微切片制作的方法,以及运用此微切片方法完成FPC失效分析的4个典型实际案例。
【关键词】微切片;FPC;失效分析;双针定位
接上期
三、微米级精度切片在FPC失效分析中的
实际应用案例
3.1 FPC微短路根本原因的制程定位
失效信息描述:一个批次FPC产品在完成线路蚀刻后,在AOI(Automatical Optical Inspection)机器检查线路缺陷时,发现有短路不良。对不良样品的短路点,进行外观放大检查后, 发现均有明显的残铜残留在线路间距中,残铜宽度在25μm(1mil)左右,并且发现某些残铜表面有黑色异物残留。
微短路残铜切片分析:
对其中3片不良样品的短路残铜,运用“双针定位法”进行微切片, 以确认残铜厚度等情形,切片结果见图11、图12和图13。
微短路根本原因的制程定位分析:
从上述三个不良样品的外观和切片结果,可以看到:所有不良样品短路点的残铜,部分表面残留有明显的黑色异物,不良样品#1和#2的两个切片还可明显看到,在镀铜层和基材铜之间此黑色异物层被夹镀。此产品的生产流程是:在做干膜线路图形和蚀刻之前, 先走黑影和整板镀铜制程。由此可确定:铜表面残留的黑色异物,应该是黑影线的碳膜残留。最终,在线路蚀刻制程后,造成残铜短路不良。
3.2 金面微小凹陷异常的根源分析
失效信息描述:一个批次FPC产品在FQC工位,在金Pad表面发现有表面凹陷不良,称为“DOS”(Dent on Surface)缺陷。随后对在线制品的排查后,在镀铜工位之后的铜面也发现此类微小的“DOS” 缺陷, 如图14。经显微镜放大测量,此类“DOS” 缺陷的直径只有25μm(1mil)左右。
镀铜后铜面“DOS” 缺陷的切片分析:
如图15,对镀铜后铜面的“DOS” 缺陷,运用“双针定位法”进行微切片,从切片结果,确认此类微小的“DOS” 缺陷来源于原料的铜箔。
随后对仓库的原料铜箔的铜面,在显微镜下检查也发现此类微小的“DOS” 缺陷,如图16;对原料铜箔的铜面 “DOS” 缺陷,同样进行微切片确认。从切片结果,确认此原料铜箔上的微小“DOS” 缺陷的凹陷深度在5μm左右,见图17和图18。
3.3 FPC内层微小粒子异物的根源分析
失效信息描述:个别批次FPC产品在FQC工位,在金Pad有发现微小粒子凸起缺陷。对微小粒子进行切片分析,以确定粒子异物产生的工位。
如图19和图20, 以其中2片不良品的异物粒子的切片为例,从异物粒子的材质和颜色上分析比较,基本可以断定此类异物粒子是PI膜的碎屑残留在L1和L2层之间,造成金Pad表面粒子凸出。
3.4 造成柔性液晶显示器黑斑不良的异常制程的定位
失效信息描述:某柔性液晶显示器产品,个别批次在电检工位发现有“黑斑”不良,此类“黑斑”点的直径在20μm左右,如图21。
微小点状“黑斑”的切片分析:使用“头碰头”式双针定位法的切片技术,对此类微小点状“黑斑”进行切片制作,如图22和图23的切片结果,结合高清晰的扫描电子显微镜,就可准确定位造成此类异常的制程,然后找出造成“黑斑”不良的根本原因,问题很快得以解决。
四、结束语
FPC产品在生产过程中,会发生一些品质异常。有时对不良样品外观的分析,还不能发现问题的真实原因,有许多FPC问题根源的分析查找,都需要通过微切片分析来完成异常制程定位和原因查找。在微切片分析过程中,对某些高精度要求的微米级目标的切片样品,通过使用这个精准的双针定位技术,可以帮助我们直接、快速、准确地完成微切片制作,和分析FPC发生失效的根本原因,从而加以改善,实现预防问题再发生的目标。
参考文献:
1. 美 P.L.马丁 主编,张伦等译,吴常津等校,《电子故障分析手册》,第8章 金相学。
2. 焦培中,浅谈手机用FPC多层板的设计与制作工艺控制,《印刷电路资讯》,2009.9,第五期。
3. 白蓉生,《电路板微切片手册》。
4. 罗道军 等,PCB失效分析技术与典型案例, 《电子制造商情》,2009.3。
(全文完)
【关键词】微切片;FPC;失效分析;双针定位
接上期
三、微米级精度切片在FPC失效分析中的
实际应用案例
3.1 FPC微短路根本原因的制程定位
失效信息描述:一个批次FPC产品在完成线路蚀刻后,在AOI(Automatical Optical Inspection)机器检查线路缺陷时,发现有短路不良。对不良样品的短路点,进行外观放大检查后, 发现均有明显的残铜残留在线路间距中,残铜宽度在25μm(1mil)左右,并且发现某些残铜表面有黑色异物残留。
微短路残铜切片分析:
对其中3片不良样品的短路残铜,运用“双针定位法”进行微切片, 以确认残铜厚度等情形,切片结果见图11、图12和图13。
微短路根本原因的制程定位分析:
从上述三个不良样品的外观和切片结果,可以看到:所有不良样品短路点的残铜,部分表面残留有明显的黑色异物,不良样品#1和#2的两个切片还可明显看到,在镀铜层和基材铜之间此黑色异物层被夹镀。此产品的生产流程是:在做干膜线路图形和蚀刻之前, 先走黑影和整板镀铜制程。由此可确定:铜表面残留的黑色异物,应该是黑影线的碳膜残留。最终,在线路蚀刻制程后,造成残铜短路不良。
3.2 金面微小凹陷异常的根源分析
失效信息描述:一个批次FPC产品在FQC工位,在金Pad表面发现有表面凹陷不良,称为“DOS”(Dent on Surface)缺陷。随后对在线制品的排查后,在镀铜工位之后的铜面也发现此类微小的“DOS” 缺陷, 如图14。经显微镜放大测量,此类“DOS” 缺陷的直径只有25μm(1mil)左右。
镀铜后铜面“DOS” 缺陷的切片分析:
如图15,对镀铜后铜面的“DOS” 缺陷,运用“双针定位法”进行微切片,从切片结果,确认此类微小的“DOS” 缺陷来源于原料的铜箔。
随后对仓库的原料铜箔的铜面,在显微镜下检查也发现此类微小的“DOS” 缺陷,如图16;对原料铜箔的铜面 “DOS” 缺陷,同样进行微切片确认。从切片结果,确认此原料铜箔上的微小“DOS” 缺陷的凹陷深度在5μm左右,见图17和图18。
3.3 FPC内层微小粒子异物的根源分析
失效信息描述:个别批次FPC产品在FQC工位,在金Pad有发现微小粒子凸起缺陷。对微小粒子进行切片分析,以确定粒子异物产生的工位。
如图19和图20, 以其中2片不良品的异物粒子的切片为例,从异物粒子的材质和颜色上分析比较,基本可以断定此类异物粒子是PI膜的碎屑残留在L1和L2层之间,造成金Pad表面粒子凸出。
3.4 造成柔性液晶显示器黑斑不良的异常制程的定位
失效信息描述:某柔性液晶显示器产品,个别批次在电检工位发现有“黑斑”不良,此类“黑斑”点的直径在20μm左右,如图21。
微小点状“黑斑”的切片分析:使用“头碰头”式双针定位法的切片技术,对此类微小点状“黑斑”进行切片制作,如图22和图23的切片结果,结合高清晰的扫描电子显微镜,就可准确定位造成此类异常的制程,然后找出造成“黑斑”不良的根本原因,问题很快得以解决。
四、结束语
FPC产品在生产过程中,会发生一些品质异常。有时对不良样品外观的分析,还不能发现问题的真实原因,有许多FPC问题根源的分析查找,都需要通过微切片分析来完成异常制程定位和原因查找。在微切片分析过程中,对某些高精度要求的微米级目标的切片样品,通过使用这个精准的双针定位技术,可以帮助我们直接、快速、准确地完成微切片制作,和分析FPC发生失效的根本原因,从而加以改善,实现预防问题再发生的目标。
参考文献:
1. 美 P.L.马丁 主编,张伦等译,吴常津等校,《电子故障分析手册》,第8章 金相学。
2. 焦培中,浅谈手机用FPC多层板的设计与制作工艺控制,《印刷电路资讯》,2009.9,第五期。
3. 白蓉生,《电路板微切片手册》。
4. 罗道军 等,PCB失效分析技术与典型案例, 《电子制造商情》,2009.3。
(全文完)