看图说故事-微切片判读
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兽医病理切片读片要点学习兽医病理切片读片这么久,今天来说说关键要点。
首先,我理解最基础的是要把片子放大倍数搞清楚。
这就好比我们看地图的时候,得知道比例尺一样。
低倍镜下看个整体结构,高倍镜下看细胞细节。
比如说看肝脏病理切片,低倍镜下能看到肝小叶的大致轮廓是否完整,如果一开始就在高倍镜下,那可能就只见树木不见森林了。
有时候我也会迷糊,突然就忘了现在看的是多少倍镜下的情况,这时候就得重新确认一下,把这基础的一步弄对才能往下进行呀。
我总结切片的颜色也很重要。
像HE染色的切片,细胞核染成蓝色,细胞质染成红色。
如果颜色跟正常不一样,那肯定就提示有病变了。
我记得有一次看一个切片,细胞质的红色特别淡,我一开始还以为是染色没染好,后来对比其他正常的切片,发现原来是细胞水肿了,水分增多把颜色都冲淡了。
细胞的形态那可是读片的重中之重了。
正常细胞的形态是比较规则的,一旦出现病变,细胞可能就会变得奇形怪状的。
比如说肿瘤细胞,跟正常细胞比那完全就是“歪瓜裂枣”。
癌细胞的核会增大,可我有时候对怎么确切判断核增大有点纠结,后来我就用跟周围正常细胞对比这个方法来确定。
还有细胞的排列方式也能透露很多信息。
正常的上皮组织细胞排列是很整齐有序的,如果排列变得杂乱无章了,那也得小心是不是有病变。
组织结构的完整性也要关注。
像是看肾的病理切片,肾小球要是散了或者膜结构不完整了,这就是大问题了。
我看过一个资料上说肾小球的损伤可能因为多种因素,像免疫性因素等,这也让我知道看切片一定要跟理论知识联系起来。
除了这些,对不同器官特点的熟悉是必备的。
就像肺有肺泡结构,肠有绒毛结构等。
要是对正常的器官结构都不清楚,那病变就更难识别了。
这就需要我们多下功夫去学习解剖学知识,这对读病理切片是一个很重要的补充。
还有对了还有个要点就是炎症反应的判断。
炎症在切片上可能表现为细胞浸润、充血等。
像有次看到一片子里白细胞特别多的在聚集,那可能就是炎症的地方。
但是炎症的种类又很复杂,是急性的还是慢性的,这判断起来就更难了。
看图说故事--雷射2009-3-20 16:01:21 作者: 白蓉生一、雷射盲孔的沧桑与HDI1.1 HDI的定义所谓HDI(High Density Interco—nnection)高密度互连之多层板生产技术,简单的说条件有二:其一是采用非机械性钻孔方式,再搭配电镀铜做出可导通的微盲孔(Microvia),完成传统PTH层间互连的功能。
其二是利用多次压合法逐次增层(Build up),进而得到更轻更薄更小且密度更高的多层板。
此等种种多样化做法或技术,一律称之为HDI。
1.2 HDI成孔原理与分类HDI非机械式成孔“方法”,早期有:(1)感光成孔法(Photo-via);(2)电浆(Plasma大陆称等离子体)成孔法;(3)雷射成孔法(Laser via,又分为CO2红外雷射与UV紫外雷射两种);(见图1~图2)经过时间的考验与业界实战的历练,目前尚未淘汰仍留在业界量产者,只剩下二氧化碳雷射了。
因而又可将HDI再进一步简化说成:“逐次(压合)增层搭配雷射成孔(含后续镀孔)”即可。
其中逐次增层之板材可采背胶铜箔RCC或常规胶片(Prepreg),而微盲孔电镀铜又分为一般性镀铜与填孔镀铜(Via Filling Plating)两类。
后者填孔镀铜在06年又进一步发展成为ELIC(Every Layer Interconnection)逐层μ-via填铜堆叠的最新技术,甚至多个填铜盲孔上下相叠以代替原本通孔的角色,可使PCB的布局布线自由度发挥到极致!1.3 HDI的历史HDI的历史并不长,非机械成孔之互连法,最早是IBM在1989年开发Photo-via而展开的多层板新技术。
之后各种奇特做法即犹如雨后春笋般竞相出笼,以日本业界最为蓬勃。
但经过时间与量产的考验后,绝大多数均已出局矣,现将其历程概要简述于下:◎1989年IBM在日本Yasu县分公司,开发出革命性的感光成孔法SLC(Surface Laminar Circuits),曾用于该公司Notebook品牌Think Pad 600型,此法现已淘汰。
圖1.上列四圖分別為1000倍-3000倍的切片圖,各銅層之間可見到兩條顏色較深的分界線,其中在基材銅箔表面上一條較寬顏色較深(或較淺)者,就是化學銅層與父代起步銅兩者之合併,至於在兩次電鍍銅之間另一條較窄顏色較淺(或較深)者,即為子代起步銅的分界線Demarcation。
事實上此等前後鍍銅之間的分界線,在F I B(F o c u s e d I o n B e a m)的二次精密切片作業,與場發式(F i l e d E m m i s i o n)電子顯微鏡(S E M)的取像下將會看得更清楚,不信你瞧!當然其製作成本比起光學顯微鏡(OM)來自必貴了很多。
圖2.左圖為最新小型桌上式電子顯微鏡S E M在表面無需濺鍍金下所攝取之畫面,右圖為一般性光學O M之顯微取像(此圖並非筆者製作與攝像)。
可見到前者S E M 對板材內容表達非常強烈,而後者OM對銅面紋理之呈現較好。
圖3.①上二圖均為放大5000倍以上場發式S E M的清晰畫面,不但兩次電鍍銅之間的分界線D e m a r c a t i o n很清楚,且基板銅箔與一次銅之間更寬更深的化學銅與起步銅層合併層也很清楚。
②下左圖亦為放大5000倍下右則為放大8000倍的兩種畫面,更可看到E l e c t r o l e s sC u(含低電流的起步銅)與D e m a r c a t i o n兩者的不同。
至於各層鍍銅層之不同黑白圖案者,則為多面向結晶之反射電子為白色,吸收電子為黑色而出現之對比反差。
2.1分界線Demarcation 如何形成?常規通孔酸性電鍍銅所得多邊多面體(Polygonal)結晶顆粒大小(Grain Size)約在2-5μm之間,而微盲孔底部及中央區在水平電鍍銅產線設定較高電流密度(80 ASF)與光澤劑(Brightener or Accelerator)的協助下,其快速填銅的柱狀結晶大小約在5-15μm。
然而在每次開始電鍍銅其起步階段雖已將整流器的電壓調升到位(例如2-3V),但瞬間電流卻未能同步到位之下(例如水平鍍銅設定值為80 ASF但起步時僅及5-10 ASF而已),於是起步之初就出現了細小的結晶顆粒(500nm-1.5μm之間),也就是暫時出現了微切樣拋光後容易微蝕而下陷的分界線了。
圖4.①上二圖即為水平自動線高電流填銅之大顆結晶畫面(10-15µm),但中右圖放大3000倍者,係經過25次漂錫(260℃)之互連可靠度考驗後,其填鍍銅柱已再結晶的畫面。
由於是化學銅之後刻意就立即進行填銅動作,因而只見到薄薄的化銅層而不再會見到分界線的存在了。
中左圖板面銅箔上可見到化銅與起步銅兩者所組合較寬的分界線。
此分界線將成為ELIC板類經多次強熱後,能否存活的成敗關鍵。
②下橫圖為某厚板深孔做過兩次化學銅與三次電鍍銅的三種分界線畫面。
上述整流器在調升錶頭電壓的迅速到位過程中,其總電流雖也會隨之同步上升。
然而待鍍的大板子上下兩面所需的大電流(例如水平80A S F者在排板4 S F×2之下將需要總電流640安培)卻無法及時立即到位,只能慢慢爬升。
此種電流無法立即到達常規數據的原因,應當是電鍍過程中的電位差太低(2~3V而已,一旦電壓超出極限時將會電解水而出現氫氣與氧氣)與夾點之電阻較大,以電壓與時間圖8.①上三圖均可見到其分界線已變寬到幾乎與化銅層的厚度相等了,雖還不致造成分層但也說明並非良好的管理。
②下左二圖甚至可見到兩次鍍銅間的D e m a r c a t i o n,比孔環銅箔側面的化銅與起步銅之複合層還要寬厚出的不良現象。
③下右圖可見到當父代銅層結晶與子代銅結晶兩者差異過大時(說明兩代鍍銅槽液中添加劑之差異過大),其兩銅間之Demarcation 也特別明顯。
三、化學銅層的生長3.1非導體表面化銅層的生長傳統通孔金屬化的過程是在非導體的基材上先行沉積出極薄的貴金屬鈀層,也就是所謂的活化反應(A c t i v a t i o n)。
之後於鹼性化學銅槽液中在鈀層上另沉圖9.上列六圖均為通孔孔壁上的化銅層與兩次電鍍銅放大1000-3000倍的清楚圖形,左上圖為明場偏光光源所取像的藍色畫面,上右圖是在偏光與微分干涉(D I C)的立體畫面,其餘四圖則為常規光源下取像的不同化銅層畫面。
3.2. 金屬銅表面化銅層的生長由上可知非導體樹脂與玻纖表面,是靠活化鈀層的存在才得以沉積出來的化銅層。
化銅槽液的反應中,原本板子上銅箔的表面與側面也會沉積上極薄的化銅層。
由於P T H流程中整孔處理後的銅面已遭微蝕的洗禮而將整孔劑分子全數剝除,在全無正靜電的吸引下根本不可能再沉積上帶負電的鈀膠團,當然在全無鈀層下也就不會出現化學銅的沉積。
如此一來銅箔表面的化銅層到底是如何長出來的呢?答案是鹼性化銅槽液中的錯化銅離子(C u++Complex ion)是二價的,而圖10.①上三圖在不同光影與微分干涉下可清楚見到玻纖與樹脂上的化學銅層,由於化銅層結晶相當細小,因而在切片微蝕下當然比起粗大結晶的電鍍銅來就更容易被咬蝕而較低陷,良好手法當然可以精確明辨。
②由中左二圖可見到外層大面積銅箔上的化銅與一次銅的起步合併層,其厚度比起內層孔環銅箔側面上的化銅與起步層明顯厚了很多。
中右圖放大3000倍者更可見到外層銅箔正面的化銅與起步層也比側面者厚了一些。
③下橫圖為某六層板其通孔共鍍過一次化銅與三次電銅所共同出現的兩次Demarcation與一次化銅與起步銅之三種分界線畫面。
圖11.①上二圖為放大3000倍者,可清楚見到內層孔環銅箔側面與外層銅箔表面其等化銅與起步銅之合併層,以及一銅與二銅間的單獨性分界線,在高倍與小心微蝕下終於可看清兩者的不同。
②下二圖均為放大2000倍者,更可清楚分辨出較寬的化銅與一次起步銅合併層,以及較窄的分界線層其兩者之不同。
圖12.①前頁二圖為某種厚大多層板,在化銅與一次銅之後進行背光品檢時發現孔壁上仍有少許破洞(Voids),為了保險起見於是又再加做第二次化學銅與後續兩次電鍍銅,清楚畫面上可見到內層銅箔孔環與三層電鍍孔銅其互連接點處,明顯出現的兩次化銅層與起步銅之介面,以及後兩次電鍍銅之間的Demarcation分界線。
②本頁二圖為同一批厚大板的通孔切片,不但可見到兩次化銅層還可見到一銅層與二銅層中所各自包夾的化銅顆粒,與漂錫進孔所長出白色Cu6Sn5的IMC。
3.3化學銅層的品質常規化學銅層的品質好壞對通孔而言並不太重要,很少因化銅層偏厚或結晶粗糙而互連失效。
原因很簡單,因為各內層銅孔環是套在銅孔壁上的,想要整圈脫離而不導電幾乎不太可能。
然而對H D I或E L I C盲孔的銅壁或銅柱體與底銅之介面者,卻是異常關鍵。
一旦化銅層結晶變厚或變粗糙者,則於多次熱脹冷縮的溫度循環(T C T)或漂錫強熱劇脹中,都有可能造成兩者之拉脫而斷路,或半脫半連的電阻值上升,成為致命性的互連失效之機率大增。
因而化銅槽液適當壽命的控制與正確的槽液管理,都將成為H D/E L I C對化銅的全新觀念。
將傳統通孔的化銅邏輯與管理全盤移置到H D I/E L I C的化銅政策者,那才正是不折不扣農民級老師父或是半桶水專家的冥頑與無知,此種自以為是的一廂情願者堪稱俯拾皆是不足為奇。
正確微切片的精彩畫面才是顛撲不破的科學真理與改善根據。
圖13.①前頁左圖為E L I C(或稱任意層板類)其最內核心板者為雙面板,然而此核心板上下互連者卻是單面操作的盲孔填銅。
不過此種盲孔底部卻為不易對付的銅箔毛面(M a t t S i d e),雷射成孔後其D e s m e a r i n g或P T H過程中都要非常小心,以減少後續毛面脫墊的危險。
②前頁右圖即為盲孔鍍銅後焊接強熱劇烈Z膨脹中所造成盲壁脫墊之互連分離,此種致命的失效堪稱無人無之無日無之,徹底改善並不容易。
③本頁上二圖即為盲底化學銅太厚又太鬆散,以致後續多次焊接猛裂Z膨脹中所引發的拉裂脫墊(D e-A t t a c h m e n t)。
業界經常隨口而出的C r a c k其實並不很正確。
Crack是本體之開裂或斷裂,並非異體層次間的分離。
由上可知對於H D I的盲孔鍍銅或A n y L a y e r的盲孔填銅,其等與底銅墊的附著力(A d h e s i v e F o r c e)或結合力(B o n d i n g F o r c e),所要求的關鍵性已遠超過傳統通孔與銅箔孔環兩者之互連強度。
也就是說前者盲底處在多次無鉛焊接中面臨的是生死存亡的考驗,而後者通孔的I C D只是小病幾場而已。
由在下數年來天天從事微切片失效分析之經驗看來,盲孔底墊上的化學銅不能太厚也不能太粗糙,否則將難逃多次焊接中Z膨脹強拉而脫墊的危險。
有的業者自認為化學銅與電鍍銅之前對底銅墊的微蝕非常重要,為了減少底銅墊的鈍化起見經常進行猛烈微蝕而令底銅下陷頗深。
事實上化銅與電銅前其底銅墊微蝕的深淺與其是否鈍化甚至脫墊並無對等的關係,反而是微蝕後的浸酸與清洗才是關鍵的關鍵。
圖14.①前頁二圖可明顯見到化銅電銅前其底銅的微蝕過深現象,也幾乎快要咬到了分界線Demarcation了,通常此種逼近情形經常會在下游組裝焊接後,可能會出現系統工作時發生電阻值超規或分層斷路的危險。
②上兩圖均為F C封裝載板所見到4m i l盲孔的填銅2000倍切片,雖然化銅電銅前的微蝕並不算太深,但卻見到了左右已侵入板材底下的不良側蝕了(也稱為We d g e Void楔形孔破)。
而且盲孔的化銅與前一次銅面上的化銅兩者都顯得太厚。
打底銅底銅墊圖18.①上二圖可見到板面上為厚化銅製程產品板的切片圖,左為1000倍可見到通孔前與樹脂塞孔後的兩次厚化銅與起步銅的複合層。
②下二圖為通孔切片上所見到孔壁與孔環之間該死厚化銅的開裂情形,此即為其無法解決的宿命缺失。
事實上厚化銅不但槽液較貴且作業溫度又高(50℃左右) ,鍍層品質受槽液之快速老化而不夠穩定,頻頻更槽之際其實並不便宜。
且在後續麻煩不斷問題叢生沒完沒了之下,終於被業界所唾棄而走入歷史。
正是不經一事不長一智,從痛苦中成長的代價未免太大了!上列各圖即為厚化銅的失效畫面,怵目驚心寢食難安之際寧不警惕呼?該死的厚化銅竟然導致多少板子與業者不得善終!。