Analyse von Leiterplattenablösungen und Delaminationsfehlern

Maserung und Delaminierung verstehen

Masern in PCBs

Masern manifestieren sich als kleine, weiße und diskrete Flecken oder Kreuze unter der PCB-Laminatoberfläche, die Masern ähneln. Diese werden typischerweise rund um das Glasgewebe des Laminats beobachtet und weisen auf Mikrorisse im Harz hin.

Ursachen von Masern

• Thermische Spannungen: Wiederholte Temperaturwechsel können zu Leiterplattenmaterial sich ausdehnen und zusammenziehen, was zu Mikrorissen führt.
• Mechanische Belastungen: Unsachgemäße Handhabung oder übermäßige Krafteinwirkung bei der Montage können zu Spannungsbrüchen im Laminat führen.
• Chemische Prozesse: Aggressive chemische Behandlungen während Leiterplattenherstellung kann die Laminatstruktur schwächen und so zu Masern führen.

Delamination bei Leiterplatten

Unter Delaminierung versteht man die Trennung zwischen den Schichten des PCB-Laminats oder zwischen dem Laminat und der Kupferfolie, was zu einem Verlust der strukturellen Integrität und möglicherweise zu einem elektrischen Ausfall führt.

Ursachen der Delaminierung

• Übermäßige Hitze: Erhöhte Temperaturen beim Löten oder anderen Herstellungsprozessen können die Klebeverbindung zwischen den Schichten schwächen.
• Eindringen von Feuchtigkeit: Aufgenommene Feuchtigkeit dehnt sich bei Erwärmung aus und es entsteht ein Innendruck, der zur Schichttrennung führen kann.
• Herstellungsfehler: Unzureichende Aushärtung des Laminats oder unsachgemäßer Klebstoffauftrag während PCB-Herstellung kann zu einer Delamination der Platine führen.

Strategien zur Prävention

Die Verhinderung von Maserung und Delaminierung erfordert einen vielschichtigen Ansatz, der sich auf Materialauswahl, Herstellungsprozesse und Handhabungsverfahren konzentriert.

Materialauswahl und Handhabung

• Hochwertige Materialien: Entscheiden Sie sich für Leiterplattensubstrate mit hervorragenden thermischen und mechanischen Eigenschaften, um Belastungen ohne Rissbildung standzuhalten.
• Ordnungsgemäße Lagerung: Sorgen Sie für eine geeignete Umgebung, um die Aufnahme von Feuchtigkeit durch PCB-Materialien zu verhindern und so das Risiko einer Delaminierung beim Löten zu verringern.

Herstellungs- und Prozesskontrollen

• Kontrolliertes thermisches Radfahren: Implementieren Sie kontrollierte Anstiegs- und Abkühlraten während des Lötens, um thermische Belastungen zu minimieren.
• Optimierte chemische Verarbeitung: Verwenden Sie mildere Chemikalien und optimierte Einwirkzeiten während PCB-Ätzen und Reinigung, um die Integrität des Laminats zu bewahren.
• Ausreichende Aushärtung: Stellen Sie sicher, dass das Laminat und die Klebstoffe vollständig aushärten, um starke Verbindungen zwischen den Schichten und mit Kupferfolien herzustellen.

Erkennung und Prüfung von PCB-Maserung und Delamination

Erweiterte Erkennungsmethoden

Um die Zuverlässigkeit von Leiterplatten zu gewährleisten und Problemen wie Maserung und Delamination vorzubeugen, sind fortschrittliche Erkennungsmethoden unerlässlich. Diese Methoden helfen dabei, Defekte schon früh im Herstellungsprozess zu erkennen, sodass Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können, bevor die Leiterplatten in Betrieb genommen werden.

Diese Seite dient der Erkennung von Fehlersymptomen und der Unterscheidung zwischen Maserung und Delamination bei der Überprüfung. Für prozessseitige Präventionsmaßnahmen verwenden Sie bitte den Leitfaden zur Vermeidung von Maserung auf Leiterplatten ; für Aufzeichnungen, Inspektionen und Lieferantenkontrollen vergleichen Sie den Fall mit dem Qualitätssicherungsprozess für Leiterplatten.

Röntgenprüfung: Dieses zerstörungsfreie Prüfverfahren kann interne Fehler wie Ablösungen und Delaminationen erkennen, indem es detaillierte Bilder der inneren Struktur der Leiterplatte erzeugt. Die Röntgenprüfung ist besonders nützlich, um Probleme zu identifizieren, die an der Oberfläche nicht sichtbar sind.

Thermografie: Mithilfe von Infrarotkameras lassen sich mit Thermografie anomale Wärmemuster erkennen, die auf innere Risse oder Delaminationen hinweisen können. Dieses Verfahren eignet sich zur Identifizierung von Bereichen mit verminderter Wärmeleitfähigkeit, die häufig durch strukturelle Defekte bedingt sind.

Ultraschallprüfung: Ultraschallwellen können zur Erkennung von Delaminationen eingesetzt werden, indem die Reflexion und Transmission von Schallwellen durch die Leiterplattenschichten gemessen wird. Jede Abweichung vom erwarteten Wellenmuster kann auf das Vorliegen von Delaminationen oder anderen strukturellen Problemen hinweisen.

Zuverlässigkeitsprüfung

Umweltstressprüfung (ESS): Bei diesem Verfahren werden Leiterplatten extremen Umweltbedingungen wie hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und Vibrationen ausgesetzt, um potenzielle Zuverlässigkeitsprobleme zu identifizieren. ESS trägt dazu bei, dass die Leiterplatten rauen Betriebsbedingungen standhalten, ohne durch Ablösung oder Delamination auszufallen.

Thermische Wechselstromtests: Leiterplatten werden wiederholten Heiz- und Kühlzyklen ausgesetzt, um die thermischen Belastungen zu simulieren, denen sie im praktischen Einsatz ausgesetzt sind. Dieses Testverfahren hilft, Leiterplatten zu identifizieren, die zu thermisch bedingter Delamination oder Rissbildung neigen.