背   景: 客户量产之中框，在精抛/阳极染色后，产品3D面出现麻点，光镜下呈现为点状坑状，产品不良率在12.0%左右，故委托实验室找出不良原因。

 

分析结果:  

 

1. 3D面出现麻点在光镜下呈现为点状凹坑，实际为异物沾附，形态呈现出A（丝状）、B（块状）、C（薄片状）三类特征，成分主要为C、O或C、N、O；

 

2. 通过对整个制程分析可以判定造成试样麻点的原因：手工打磨、修复与抛光制程中沾附的异物。

 

失效症状:3D面出现麻点

 

失效模式: 外观不良

 

失效机理: 手工打磨修复与抛光制程中沾附的异物，宏观表现为麻点

 

改善建议: 打磨与抛光试样进行超声清洗，同时及时更换修复、抛光耗材，减少异物沾附的可能。

 

样品信息及问题描述

 

实验室对样品对整个制程及相关抛光材料进行分析，协助找到不良真因，方便进行针对性改善。

 

 

 

 

 

测试结果

 

1.  表面SEM形貌观察与EDS成分分析

 

对阳极与中精抛样品麻点区域进行表面观察与成分分析，结果见图2~3及表1，可见：

 

l   正常样品表面比较干净，没有任何异物与腐蚀坑点出现；

 

l   阳极试样与中精抛麻点试样上局部区域都分布着A丝状/B块状/C薄片状异物，异物沾附形态分为紧贴型(如C2、B2)与附着型（如C1、B1），而阳极样品上的异物似乎都为紧贴型；

 

l   阳极表面异物处成分中Ni、S、O含量异常，可以推测这些位置在阳极中将会受到一定的影响；

 

l   异物主要成分有两类：C、O与C、N、O；

 

l   异物不仅出现与阳极试样同时出现于中精抛制程，可以排除是阳极腐蚀造成原因。

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  清洗后样品表面SEM形貌观察

 

对阳极与中精抛样品进行酒精超声清洗后，进行表面观察，结果见图3，可见：

 

l   清洗后中精抛试样表面异物明显减少，残存的异物则紧贴样品表面；

 

l   在阳极试样上存在疑似异物颗粒附着坑；

 

l   附着于试样表面的大部份异物可以通过清洗除去。

 

 

 

3.  精抛/中抛抛光耗材SEM形貌观察与EDS成分分析

 

将精抛/中抛制程中的抛光耗材进行分析，结果见图4~5及表2，可见：

 

l   精抛抛光轮材质以C、O与Si为主，表面是孔状与异物形态不符，可以排除其影响；

 

l   中抛轮材料表面的抛光部分由纤维丝与添加物编织而成，同时在填充物种中发现部分形态疑似与试样表面异物，如图4示意位置（1#、2#与3#），其成分以C、O为主；

 

l   虽然可以认为是中抛制程有异物沾附于样品表面，但是不排除前段制程中沾附，为此将对前面的制程试样进行分析验证异物来源的所有可能性。

 

 

 

 

检验与验证

 

1.产品不同制程样品及抛光耗材验证

 

    为了进一步确定异物来源，将CNC铣侧孔、粗抛、CNC来料及制程中的抛光耗材进行SEM形貌观察与EDS成分分析，结果见图6~7及表3，可见：

 

l   CNC铣侧孔试样的3D面上残留砂纸划痕说明为手工修复产品；3D面边缘~250μm范围内沾附异物，其形貌和精抛、中抛样品B、C类异物的形态相似，其成分也以C、O为主；

 

l   粗抛样品也为手工修复产品；3D面边缘~300μm范围内存在大量异物，不仅存在B、C类物，同时存在大量的细小颗粒碎屑，其成分主要为O、Si等，疑似手工修复中的砂纸磨粒沾附；

 

l   CNC来料刀纹沿着3D面平行分布，在样品表面有少量颗粒沾附，其成分以C、O为主，并且与试样接触贴合不紧；

 

l   粗抛抛光布形态主要呈现为丝状，同时也有区域变形（图7标示位置1）、破裂（图7标示位置2）呈现扁平的薄片状，其主要成分为C、O，这些薄片状的形态与试样上沾附的C类异物相似，主要成分也相似，尽管有的试样中存在N元素；

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 手工修复过程验证

 

和现场交流，发现在正常制程之外会存在打磨、收光的修复过程，此过程可能引入异物，因此对修复试样及修复耗材等进行SEM形貌观察与EDS成分分析,结果见图8~9及表4，可见：

 

l   打磨的修复试样经砂纸打磨后表面异物较少，呈现为B类异物形态，成分以C、O为主；

 

l   海绵砂收光的修复试样异物主要集中于3D面边缘（与之后制程中的异物集中趋势一致），出现B、C两种类型的异物，其成分也有两类C、O与C、N、O，可以判定此制程中带入了C类异物与含N元素的异物；

 

l   手工修复打磨3D面的砂纸形态由颗粒状/块状的磨粒与沾附磨粒的有机胶组成，部份区域磨损严重，呈现为粉状，细砂纸尤为明显，其粉末状形态与粗抛试样的表面碎屑区域相似，其成分也含有C、O、Si，可以判定粗抛试样的碎屑为手工修复沾染上的；

 

l   手工打磨后进行用海绵砂收光消除打磨的划痕，其A面为丝状组织，成分主要为C、O，B面成分也以C、O为主，并未监测出N元素，需要进一步验证。

 

 

 

 

表4 EDS测试结果(wt%)

 

备注：阳极、精抛样品来源不确定（正常试样or修复样品），CNC铣侧孔、粗抛、海绵砂抛光、手工砂纸打磨等试样为修复样品；修复样品要另外经过砂纸打磨与海绵砂抛光，正常样品直接进入粗抛制程。

 

分析与讨论

 

l   通过对整个制程分析可以判定造成试样麻点的原因：手工打磨修复与抛光制程中沾附的异物；

 

l   CNC来料表面沾附B类颗粒状异物，经手工砂纸打磨可以去除；手工修复过程中，砂纸磨损将会使部份破损碎屑沾附在试样表面，此时异物贴合度较小，并无C类异物，其成分以C、O为主；修复试样经海绵砂收光后表面出现C类异物，异物成分中也出现N元素，在海绵砂中为检测出N元素；随这对3D面进行精细抛光，C类异物进一步贴合试样（抛光中的载荷），数量也有一定量的增加，而和试样贴合度小的大部份B类异物/小部份C1类将逐渐在抛光中脱落；阳极制程将把试样浸入药水中，相当于清洗浸泡作用，将会使部份异物脱离试样表面，这也是为何在阳极试样表面的异物都为紧贴型，同时由于异物沾附的位置在阳极中将会受到不同程度的影响；

 

l   对试样进行酒精超声清洗后观察发现仅有少量的异物残留，说明在对试样进行清洗可以有效避免异物沾附造成的麻点。

 

结论

 

l   3D面出现麻点在光镜下呈现为点状凹坑，实际为异物沾附，形态呈现出A（丝状）、B（块状）、C（薄片状）三类特征，成分主要为C、O或C、N、O；

 

l   异物来源于与3D面手工修复砂纸、海绵砂与抛光制程中的抛光布、抛光轮等耗材；

 

l   含N成分异物与C类异物出现与手工修复试样的海绵砂收光过程；

 

l   在阳极制程中部份贴附不紧的异物将在药水的浸泡作用下脱落，紧贴型异物将会一直沾附在试样表面，阳极过程中这些位置将会受到一定的影响；

 

l   异物主要集中于3D面的边缘，检测人员需要重点关注；

 

l   对试样进行超声清洗可以去除大部分沾附的异物。

 

建议

 

对打磨与抛光试样进行超声清洗，同时及时更换修复、抛光耗材，减少异物沾附的可能。