Запобігання розшаруванню та контроль за обробкою ПХБ

Друковані плати (друковані плати) є основою сучасних електронних пристроїв, і їх надійність має вирішальне значення для належного функціонування складних систем. Двома основними дефектами, які можуть підірвати цілісність друкованої плати, є розшарування та розшарування. Обидві форми псування ламінату, але вони відрізняються за ступенем тяжкості та причинами. Розуміння та запобігання цим проблемам має вирішальне значення для забезпечення довгострокової довговічності та надійності друкованих плат, особливо в середовищах із високим стресом, таких як аерокосмічна, автомобільна та медична промисловість.

Що таке PCB Measling?

Поява білих плям або «кору» в армованому скловолокном ламінаті друкованої плати. Ці плями зазвичай є невеликими локалізованими ділянками розшарування в полімерній матриці, де скляні волокна відокремилися від смоли, утворюючи порожнечі. Хоча мізлінг зазвичай не викликає негайної електричної несправності, він послаблює структуру ламінату та потенційно може призвести до більш серйозних проблем, таких як розшарування, якщо дошка піддається подальшому навантаженню.

Причини кору

Корина виникає внаслідок поєднання термічного та механічного впливу. До поширених причин належать:

• Тепловий удар: Під час паяння або інших процесів з високою температурою різкі зміни температури можуть призвести до того, що смола скорочується швидше, ніж скляні волокна, що призводить до роз’єднання та утворення кору.

• Поглинання вологи: Скловолокно за своєю природою є гігроскопічним, тобто воно може поглинати вологу з навколишнього середовища. Коли друкована плата піддається впливу високих температур, ця волога перетворюється на пару, створюючи тиск усередині ламінату, який змушує волокна відокремлюватися від смоли.

• Погана ламінація: Невідповідні методи ламінування під час виробництва друкованої плати, такі як недостатній тиск або неправильне затвердіння, можуть залишити щілини або повітряні кишені всередині ламінату. Ці прогалини можуть розширюватися під час стресу, що призводить до розвитку кору.

Вплив Мізлінга на продуктивність друкованої плати

Якщо попрілості спочатку є косметичним дефектом, то вони вказують на ослаблення структури ламінату. Якщо залишити без уваги, кір може перерости в серйозніші проблеми з розшаруванням, особливо в умовах високого стресу. У таких критичних галузях, як аерокосмічна чи військова електроніка, де надійність має першочергове значення, навіть незначні випадки ураження можуть призвести до відхилення під час перевірок контролю якості, оскільки ці білі плями часто розглядаються як провісники більш серйозного погіршення якості.

Деламінація ПХБ

Розшарування означає поділ шарів у ламінаті друкованої плати. Це більш серйозна проблема порівняно з кором і може спричинити миттєвий і катастрофічний збій електрики. Розшарування відбувається, коли руйнується зв'язок між шарами міді та діелектриком (зазвичай FR4 або поліімідом) або між самими шарами діелектричного матеріалу. Це роз’єднання може спричинити розрив ланцюга, коротке замикання або повне роз’єднання шляхів сигналу.

Ця сторінка є посібником з профілактики кору та розшарування. Якщо дошка вже має симптоми, скористайтеся аналіз руйнування при корі та розшаровуванні; для записів перевірок та контролю повторних замовлень перегляньте Highleap's Процес забезпечення якості друкованих плат.

Поширені причини відшарування друкованої плати

Декілька факторів сприяють розшаруванню ПХБ, зокрема:

• Тепловий велосипед: Багаторазовий вплив високих і низьких температур призводить до того, що матеріали всередині друкованої плати розширюються та стискаються з різною швидкістю. Якщо коефіцієнт термічного розширення (TCE) між міддю та діелектричним матеріалом не відповідає, результуюча напруга може призвести до поділу шарів.
• Уловлювання вологи: Під час процесу виробництва друкованої плати волога може потрапити в ламінат. Коли плата піддається високому нагріванню під час паяння або оплавлення, ця волога випаровується та розширюється, спричиняючи утворення пухирів та відшарування шарів.
• Неправильний процес ламінування: Погані методи ламінування, такі як недостатнє тепло, тиск або час затвердіння, можуть призвести до слабкого зв’язку між шарами. Порожнечі, повітряні кишені та нерівномірне зчеплення можуть призвести до розшарування під напругою.
• Хімічна експозиція: друковані плати, які використовуються в промислових умовах або піддаються впливу агресивних хімічних речовин під час виробництва, піддаються ризику хімічної деградації клейових матеріалів. Ця деградація послаблює зв’язок між міддю та діелектриком, що з часом призводить до поділу шарів.

Вплив розшарування PCB

Наслідки розшарування часто є миттєвими та катастрофічними. Коли відбувається відшарування, структурна цілісність плати порушується, що призводить до кількох критичних проблем:

• Відкриті схеми: Відшарування може спричинити від’єднання мідних проводів від діелектрика, що призведе до розривів ланцюгів, які перешкоджають належному функціонуванню плати.
• Короткі замикання: У багатошарових друкованих платах відшарування може призвести до контакту різних шарів міді, що призведе до короткого замикання та потенційного пошкодження підключених компонентів.
• Підвищений опір і погіршення сигналу: Навіть якщо не відбулося повного роз’єднання, часткове відшарування може збільшити опір на шляхах сигналу, що призведе до погіршення сигналу, втрати його цілісності та загальної низької продуктивності.

Для повнішого огляду виробництва використовуйте цю статтю разом із Виробництво алюмінієвих друкованих плат світлодіодів та Виробництво друкованих плат Rogers під час перевірки вимог до укладання, складання або тестування.

Деламінація проти Мезлінгу

Хоча розшарування та відшарування є формами руйнування ламінату друкованої плати, вони суттєво відрізняються за ступенем тяжкості, причинами та наслідками:

• Кір – це більш тонка проблема на ранній стадії, яка часто проявляється у вигляді маленьких білих плям у пучках скловолокна. Це вказує на слабкість ламінату, але не викликає відразу електричних збоїв. Однак, якщо не лікувати кір, вона може призвести до розшарування.
• Розшаровування, з іншого боку, є серйозним структурним збоєм, під час якого шари ламінату PCB відокремлюються. Це може призвести до миттєвої та катастрофічної електричної несправності, включаючи розриви та короткі замикання. Розшарування вимагає негайної уваги та ремонту, оскільки це може поставити під загрозу всю функціональність плати.

Запобігання відшарування та розшарування ПХБ

Як відшарування, так і відшарування можна запобігти шляхом ретельного вибору матеріалу, виробничих процесів і контролю якості. Деякі з ключових стратегій запобігання цим проблемам включають:

1. Вибір матеріалу: Використання високоякісного ламінату з відповідними коефіцієнтами теплового розширення може зменшити ризик розшарування. Ламінати з низьким рівнем поглинання вологи також мають вирішальне значення для запобігання як розшарування, так і розшарування.
2. Правильна техніка ламінування: Забезпечення правильного нагрівання, тиску та часу затвердіння під час процесу ламінування має важливе значення для створення міцних зв’язків між шарами друкованої плати. Адекватний тиск ламінування мінімізує ризик утворення порожнеч або повітряних кишень, які згодом можуть розширитися та призвести до розшарування.
3. Контроль вологи: ПХБ слід зберігати в середовищі з низькою вологістю, а попереднє випікання плат перед паянням може допомогти видалити вологу, що потрапила всередину, зменшуючи ризик розшарування під час термоциклування.
4. Управління тепловим стресом: Впровадження ефективних рішень для управління температурою, таких як теплові отвори або радіатори, може зменшити термічне навантаження на друковані плати, зводячи до мінімуму ризик як розшарування, так і розшарування.
5. Тестування та контроль якості: Частиною процесу виробництва друкованих плат має бути суворе тестування, включаючи термоциклічні, тести на вологість і тести на механічне навантаження, щоб виявити будь-які потенційні слабкі сторони ламінату перед складанням плати.

Висновок

Розшарування та розшарування друкованих плат є серйозними проблемами у виробництві та використанні друкованих плат, особливо у високонадійних додатках, де навіть незначні дефекти можуть призвести до значних збоїв. Розуміння причин, наслідків і запобігання цим проблемам має важливе значення для підтримки довгострокової надійності друкованих плат. Ретельно керуючи матеріалами, виробничими процесами та процедурами тестування, виробники можуть мінімізувати ризик цих дефектів і забезпечити надійну роботу своїх друкованих плат у складних умовах.

Для підприємств, які прагнуть забезпечити найвищу якість і надійність своїх друкованих плат, дуже важливо співпрацювати з досвідченими виробниками, які розуміють тонкощі розшарування друкованих плат і як цьому запобігти. Інвестуючи у високоякісні процеси та матеріали, компанії можуть уникнути дорогих збоїв і забезпечити оптимальну роботу своїх електронних систем протягом багатьох років.