印刷电路板通孔及焊盘的观察和测量

印刷电路板的种类

以下用图说明印刷电路板的代表性种类、特点、结构等。

单侧印刷电路板（单层印刷电路板）

仅在基材单侧印刷铜箔的印刷电路板。由于是单层也称为单层印刷电路板。插入部件引线（电极）的“非通孔”是通过钻孔或冲制在基材上开孔，孔内部为没有镀铜的绝缘状态。因此，印刷电路板表面被称为焊盘或焊垫的有铜箔的部分就是与部件的接点。由于生产成本低，被用于大量生产的民用电子设备的印刷电路板。

双面印刷电路板（双层印刷电路板）

在基材两侧印刷铜箔的印刷电路板，也称为双层印刷电路板。用于部件插入封装的“通孔”，在孔的内部也镀铜，因此具有导电性。与单层印刷电路板相比，成本较高。另一方面，配线与封装空间成倍增加，可缩小印刷电路板尺寸，因此广泛用于电子设备。

多层印刷电路板

通过夹入铜箔及称为预浸料（prepreg）的绝缘体层，形成多层结构的印刷电路板。根据层数称为4层印刷电路板、6层印刷电路板、8层印刷电路板等。随着层数增加，结构变得更加复杂，设计及制造成本也随之上升。另一方面，它的优点是可将电源或普通信号线潜入内层，在表面保证更宽的封装空间，提高封装密度。

插入封装（IMT：Insertion Mount Technology）

向印刷电路板通孔（孔）插入引线（电极），并用焊锡接合的封装方法。通孔内部也填充了焊锡，可略降低连接部的阻抗。由于在印刷电路板上配置部件，导致印刷电路板尺寸变大，产生难以进行小型化的问题。
插入封装用部件引线的特点是，从封装部分向下直线伸出，使其能够进入通孔。这种电子部件称为DIP部件。

表面封装（SMT：Surface Mount Technology）

目前印刷电路板封装的主流是表面封装。不使用通孔，在印刷电路板表面的焊盘上涂布焊锡膏，放置电子部件，用炉子加热后接合。这就是回流焊方式。因为不必像插入封装那样将引线（电极）穿过印刷电路板，所以可将印刷电路板的两面以高自由度高效地进行布局。它的优点是，可封装更多电子部件，使PC板小型化，高密度化。
引线前端与焊盘平行的封装部件以及部件两端的底面和侧面为电极的表面封装部件称为SMD（Surface Mount Device）部件。

通孔的倾斜观察

通孔内侧的镀铜层剥落后会引起连接不良。但是，孔的侧表面位置较深，传统显微镜必须倾斜样品，固定夹具，反复实施倾斜观察，不但难度高，而且耗费大量时间和精力*。
与本公司旧VH系列产品的比较

利用4K数码显微系统“VHX系列”的“多方位观测系统”与“高精度X、Y、Z电动载物台”，可轻松调整视野、旋转轴、倾斜轴三轴并进行倾斜观察。无论倾斜还是旋转，视野都不会偏离，因此可通过高精细4K图像实现流畅快速的倾斜观察。
此外，采用“深度合成”功能，即使对通孔内侧等深处部位进行高倍率观察，也可在整个视野范围内通过全幅对焦的清晰图像完成倾斜观察。

而且还可用“VHX系列”完成难度较高的照明条件设定，无需调整，操作简单。通过“多方位多功能照明”功能，只需按下按钮，就可自动获取在多方位照明条件下自动拍摄的数据，只需选择符合目的的图像，通过直观操作即可开始观察。
下图中的示例是结合环状照明和背光光源照射到照明光线原本难以到达的通孔内侧，以明亮清晰的图像对孔内侧进行倾斜观察。可详细观察孔侧面铜箔剥离等细微不良。

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焊盘表面的凹凸观察（Optical Shadow Effect Mode图像）

焊盘表面的镀铜层有细微的凹凸，但是由于对比度低，要清晰捕捉表面状态十分困难。

4K数码显微系统“VHX系列”配备了“Optical Shadow Effect Mode”，无需经过抽真空等步骤，轻松获取接近扫描电子显微镜（SEM）的高对比度图像。通过着重显示细微凹凸的图像，可详细观察并评价表面状态。

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焊盘电镀不良的三维尺寸测量和轮廓测量

当印刷电路板出现焊盘镀铜层剥落等不良时，可能会引起部件封装工序内的问题或PC板动作不良。但是，用接触式测量仪或传统显微镜测量微小焊盘的三维形状存在一定难度*。
与本公司旧VH系列产品的比较

4K数码显微系统“VHX系列”可从高分辨率的观察图像中直接进行高精度的三维尺寸测量。仅用从正上方拍摄的图像即可捕捉表面的细微凹凸和粗糙度，将其转换成3D图像，获取凹凸形状的测量值。
此外，只需看着画面用鼠标操作来指定，即可测量各位置的轮廓。因为可从不良位置的二维截面形状以次微米级获取凹凸形状的测量值，所以可快速实施高精度分析。

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