Предотвращение образования полихлорированных бифенилов и контроль расслоения.

Печатные платы ( ПП ) являются сердцем современных электронных устройств, и их надежность имеет решающее значение для правильного функционирования сложных систем. Двумя основными дефектами, которые могут подорвать целостность ПП, являются расслоение и деградация ламината. Оба являются формами деградации ламината, но различаются по степени тяжести и причинам возникновения. Понимание и предотвращение этих проблем имеет решающее значение для обеспечения долгосрочной долговечности и надежности ПП, особенно в условиях высоких нагрузок, таких как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская промышленность.

Что такое ПХД Мизлинг?

Мизлинг относится к появлению белых пятен или «кори» в армированном стекловолокном ламинате печатной платы. Эти пятна обычно представляют собой небольшие локализованные области расслоения в матрице смолы, где стекловолокно отделилось от смолы, создав пустоты. Хотя мизлинг обычно не вызывает немедленного отказа электропроводки, он ослабляет структуру ламината и может потенциально привести к более серьезным проблемам, таким как расслоение, если плата подвергается дальнейшей нагрузке.

Причины кори

Мизлинг возникает из-за сочетания термического и механического стресса. Распространенные причины включают:

• Термошок : Во время пайки или других процессов с высокими температурами резкие перепады температуры могут привести к более быстрому сжатию смолы, чем стекловолокна, что вызывает расслоение и образование «кори».

• Влагопоглощение : Стекловолокно по своей природе гигроскопично, то есть оно может поглощать влагу из окружающей среды. При воздействии высоких температур на печатную плату эта влага превращается в пар, создавая давление внутри ламината, которое заставляет волокна отделяться от смолы.

• Некачественное ламинирование : Неправильные методы ламинирования при производстве печатных плат, такие как недостаточное давление или ненадлежащая обработка, могут приводить к образованию зазоров или воздушных полостей внутри ламината. Эти зазоры могут расширяться под воздействием напряжения, что может привести к развитию кори.

Влияние мизлинга на производительность печатной платы

Хотя мизлинг поначалу является в первую очередь косметическим дефектом, он указывает на ослабление структуры ламината. Если его не устранить, мизлинг может перерасти в более серьезные проблемы с расслоением, особенно в приложениях с высокой нагрузкой. В таких критических секторах, как аэрокосмическая или военная электроника, где надежность имеет первостепенное значение, даже незначительные случаи мизлинга могут привести к отбраковке во время проверок контроля качества, поскольку эти белые пятна часто рассматриваются как предшественники более серьезной деградации.

Расслоение печатных плат

Расслоение относится к разделению слоев внутри ламината печатной платы. Это более серьезная проблема по сравнению с мизлингом, которая может вызвать немедленный и катастрофический отказ электропроводки. Расслоение происходит, когда связь между медными слоями и диэлектриком (обычно FR4 или полиимидом) или между слоями самого диэлектрического материала нарушается. Это разделение может привести к разрыву цепей, коротким замыканиям или полному отключению сигнальных путей.

Эта страница содержит руководство по предотвращению образования расслоений и отслоений. Если на плате уже наблюдаются симптомы, используйте анализ причин отказов, связанных с образованием расслоений и отслоением ; для ведения протоколов проверок и контроля повторных заказов ознакомьтесь с процессом обеспечения качества печатных плат компании Highleap.

Распространенные причины расслоения печатных плат

Расслоению печатных плат способствуют несколько факторов, в том числе:

• Термальный цикл: Повторное воздействие высоких и низких температур приводит к тому, что материалы внутри печатной платы расширяются и сжимаются с разной скоростью. Если коэффициент термического расширения (TCE) между медью и диэлектрическим материалом не совпадает, результирующее напряжение может привести к разделению слоев.
• Улавливание влаги: В процессе производства печатной платы влага может попасть в ламинат. Когда плата подвергается воздействию высокой температуры во время пайки или оплавления, эта влага испаряется и расширяется, вызывая образование пузырей и разделение слоев.
• Неправильный процесс ламинирования: Неправильные методы ламинирования, такие как недостаточный нагрев, давление или время отверждения, могут привести к слабому склеиванию слоев. Пустоты, воздушные карманы и неравномерная адгезия могут в конечном итоге привести к расслоению под нагрузкой.
• Химическое воздействие: Печатные платы, используемые в промышленных условиях или подвергающиеся воздействию агрессивных химикатов в процессе производства, подвержены риску химической деградации клеевых материалов. Эта деградация ослабляет связь между медью и диэлектриком, что со временем приводит к разделению слоев.

Эффекты расслоения печатной платы

Последствия расслоения часто бывают немедленными и катастрофическими. После расслоения структурная целостность доски нарушается, что приводит к нескольким критическим проблемам:

• Открытые схемы: Расслоение может привести к отсоединению медных дорожек от диэлектрика, что приведет к разрыву цепей и не позволит плате нормально функционировать.
• Короткие замыкания: В многослойных печатных платах расслоение может привести к контакту различных слоев меди, что приведет к коротким замыканиям и потенциальному повреждению подключенных компонентов.
• Повышенное сопротивление и ухудшение сигнала: Даже если полного разделения не произошло, частичное расслоение может увеличить сопротивление на путях сигнала, что приведет к ухудшению сигнала, потере целостности сигнала и общему ухудшению производительности.

Для более полного анализа производственного процесса используйте эту статью в сочетании с информацией о производстве алюминиевых печатных плат для светодиодов и изготовлении специализированных печатных плат из ламинированного алюминия с низкими потерями при проверке требований к структуре, сборке или тестированию.

Деламинация против Мизлинга

Хотя мизлинг и расслоение являются формами разрушения слоистого материала печатной платы, они существенно различаются по своей серьезности, причинам и последствиям:

• Measling — более тонкая, ранняя проблема, часто проявляющаяся в виде небольших белых пятен в пучках стекловолокна. Она указывает на слабость внутри ламината, но не приводит к немедленным отказам в электропроводке. Однако, если ее не устранить, measling в конечном итоге может привести к расслоению.
• С другой стороны, расслоение — это серьезный структурный отказ, при котором слои ламината печатной платы разделяются. Это может привести к немедленному и катастрофическому отказу электропроводки, включая обрывы и короткие замыкания. Расслоение требует немедленного внимания и ремонта, поскольку оно может поставить под угрозу всю функциональность платы.

Предотвращение мизлинга и расслоения ПХБ

Как мизлинг, так и расслоение можно предотвратить с помощью тщательного выбора материалов, производственных процессов и контроля качества. Некоторые из ключевых стратегий предотвращения этих проблем включают:

1. Выбор материала: Использование высококачественных ламинатов с подходящими коэффициентами теплового расширения может снизить риск расслоения. Ламинаты с низкими показателями влагопоглощения также имеют решающее значение для предотвращения как мизлинга, так и расслоения.
2. Правильные методы ламинирования: Обеспечение правильного нагрева, давления и времени отверждения в процессе ламинирования имеет важное значение для создания прочных связей между слоями печатной платы. Соответствующее давление ламинирования минимизирует риск образования пустот или воздушных карманов, которые впоследствии могут расшириться и привести к расслоению.
3. регулирование влажности: Печатные платы следует хранить в условиях низкой влажности, а предварительная прокалка плат перед пайкой может помочь удалить скопившуюся влагу, снижая риск расслоения во время термоциклирования.
4. Управление тепловым стрессом: Внедрение эффективных решений по управлению тепловым режимом, таких как тепловые отверстия или радиаторы, может снизить термическую нагрузку на печатные платы, сводя к минимуму риск как мизлинга, так и расслоения.
5. Тестирование и контроль качества: Тщательное тестирование, включая термоциклирование, испытания на влажность и механические нагрузки, должно быть частью процесса производства печатной платы для выявления любых потенциальных слабых мест в ламинате до сборки платы.

Заключение

Мизлинг и расслоение печатных плат представляют собой серьезные проблемы в производстве и использовании печатных плат, особенно в высоконадежных приложениях, где даже незначительные дефекты могут привести к значительным отказам. Понимание причин, последствий и предотвращения этих проблем имеет важное значение для поддержания долгосрочной надежности печатных плат. Тщательно управляя материалами, производственными процессами и процедурами тестирования, производители могут минимизировать риск этих дефектов и гарантировать, что их печатные платы надежно работают в сложных условиях.

Для предприятий, стремящихся обеспечить высочайшее качество и надежность своих печатных плат, крайне важно работать с опытными производителями, которые понимают тонкости расслоения печатных плат и знают, как его предотвратить. Инвестируя в высококачественные процессы и материалы, компании могут избежать дорогостоящих сбоев и обеспечить оптимальную работу своих электронных систем на долгие годы.