多层板层压偏移度的精确测量方法-凡亿课堂

一、背景

随着PCB技术力量在国内的逐步发展，多层板（特别是高层次的产品）在我们的企业里所占的份额也越来越重，而我们在研发和生产这些产品的同时，总是遇到涨缩、对位偏及层压偏移所造成的电地短路问题一直在困扰着我们。能精确测量这些偏移度的数据作为改善措施的方向成了我们研究的重点。本人也见过一些技术工程师测量偏移度的方法，误差太大，极不科学（见图1图2），难以体现事实原貌，本人经过多次研究验证摸索出一套较为精确的测量方法，不但能精确测量偏移的数据，还能准确的测量出偏移的方向及偏移的角度，希望能给业界受此困扰的朋友带来一些帮助。

二、问题现象

咋一看，偏移有25MIL，而实际上的结果如何呢？从（图2）可得知：

以上（图2）为同一位置的右半边，由此可以看出，最长阻流点的长度比最短阻流点的长度长出33MIL，那么前面测量出的单边偏移25MIL的数据有多少水分可想而知了。因为阻流块Y方向的对位、层压偏移、XY45度方向的偏移及切片本身的斜面及上下内层芯板蚀刻程度的不一致性，都会造成这种假象。在这种条件下我们用长度测量法进行内层偏移度的测量可见误差会有多大。

而测量阻流点的位置代表基准点的偏差才能体现出物体位置的真正偏移量，在这里我们可以定义为位置测量法。

名词解释：

阻流点：为阻挡层压过程中树脂胶过度流出而在板边设计的具有一定间距的圆点，且每层都设计在同一位置。

长度测量法：本文定义为用单边长度距离测量的方法来确定层与层之间的偏移量。

位置测量法：用测量两物体的精确代表点来确定两物体位置之间的方向偏移量。

三、切片制作

1.分别将层压板每条边的两端各取样两个切片及四个铆钉或销钉定位孔分别沿四个方向各取一个切片（尽量取阻流点比较齐全的区域），并在各切片及板边上标识相对应的位置符号。取样位置如下图3：

2.将取样的切片按照对应的序号进行切片研磨、抛光、微蚀。流胶点切片至少要磨X、Y两个方向。研磨要平整，且尽量使所测图形所显的部位尽可能的小，以便于测量。

四、偏移度测量

1. 对位偏移度的测量方法。

①.用金相显微镜40倍镜先测出X方向每个阻流点显露的长度并记录，然后测出其1/2处的长度并进行标识作为圆的中心代表基准点。如图4，然后测量出同一芯板的上下两个基准点的偏差长度，即为X方向的偏移量，并在板边标注其偏移方向（可设定其中一层的阻流点作为标准则另一层的偏移可作为偏移方向），然后按照此方法测量出同一切片同一芯板Y方向两基准点的偏差长度，即为Y方向的偏移量，并在板边标注其偏移方向（同X方向），如图5

从图5可以看出，X、Y轴阻流点的偏移方向都不是朝着同一个方向的偏移。从立体几何角度来看，我们从切片上观看的X、Y方向的偏移其实都是与X、Y轴呈一定角度为方向的偏移(如图5)。

②.由此可以圆的位置代表关系及其偏移的测量数据可以用勾股定理公式计算出实际偏移量的数据（见图6）即：

当然这也只能算出朝与X、Y轴方向呈一定角度的偏移量，要算出它的偏移角度才能更精确的体现它的偏移情况。

③.我们可以用三角函数基础理论的计算公式计算出此点的实际偏移方向。

根据上述直角三角形已知的3条边长及直角三角形的基础函数理论可算出：

设B=11，C=16.3

sinA= B/C=11/16.3=0.67

（由科学计算器可查出它的角度为42°）

由切片研磨及观察的位置可说明下面一层阻流点（以上面层为基准）偏移角度是与所测X边呈42°角的方向（既与Y边呈48°角的方向）。具体见图6

由此就算出了一个点的偏移量及偏移方向，可以按此方法依次算出其余7个点的偏移量及偏移方向，就能清晰的看到整块板的偏移情况了。

2. 最大偏移度的测量方法：

①.同样用40倍镜先测出X、Y方向每个阻流点的长度并记录，然后测出其1/2处的长度并进行标识为基准点。然后测量出X及Y方向距离最远的两个基准点的偏差长度，即为X或Y方向的最大偏移量，并在板边标注其偏移方向及层数，然后按照此方法测量出同一切片，同一层次Y及X方向偏差距离，即为Y或X方向的对应偏移量，并在板边标注其偏移方向及偏移层数。（如图4及图7 ）

②.其偏移量及偏移角度计算方法完全与前面的计算方式相同，唯一不同的是要计算X、Y两组最大偏移量进行比较，最大的值既为这个点的最大偏移量，依次就可以算出其余7点的最大偏移量。