在電子設(shè)備中，高性能印刷電路板（PCB）就如同精密的 “千層蛋糕”，然而，當(dāng)出現(xiàn)層間黏合失效，也就是 “分層爆板” 問題時，輕則導(dǎo)致信號失真，重則使整板報廢。接下來，SGS帶您深入了解分層爆板的成因、檢測技術(shù)以及預(yù)防措施。

什么是PCB分層爆板？

分層爆板（Delamination）指PCB內(nèi)部層壓材料因應(yīng)力、溫度或工藝等問題導(dǎo)致層間分離，同時還可能伴隨板材起泡、開裂甚至斷裂的情況。這不僅影響電路可靠性，更可能引發(fā)設(shè)備短路、起火等致命風(fēng)險！

分層爆板的元兇

材料缺陷

P片或基材吸濕膨脹

P 片和基材對存放環(huán)境有嚴(yán)格要求，一般溫度需控制在 20℃ - 25℃，相對濕度保持在 40% - 60%。一旦環(huán)境條件不佳，受到濕度、氧氣等因素影響，材料性能就會下降，進(jìn)而引發(fā)分層爆板問題。

銅箔與樹脂結(jié)合力不足

壓合前棕化面不良、表面粗糙度低或銅箔表面被污染等情況都會降低基材和銅箔之間的結(jié)合力 。

工藝參數(shù)不匹配（溫度/壓力/時間）

升溫速率過快使PCB內(nèi)層各層材料膨脹速度不一致，增加分層風(fēng)險；壓合時間過短，樹脂未能充分固化，也容易出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。

制程工藝問題

鉆孔或銑邊參數(shù)與基材不匹配

進(jìn)刀速或鉆速過快，機(jī)械應(yīng)力會變大 ，會在孔壁周圍產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，使樹脂與銅箔、樹脂與玻纖布等層間出現(xiàn)分層。

沉銅 / 電鍍液殘留

沉銅/電鍍液殘留且后段清洗不干凈，殘留液不僅會長期腐蝕內(nèi)層銅箔，在特定條件下生成的堿性物質(zhì)還會對玻纖和樹脂等有機(jī)材料產(chǎn)生腐蝕作用。

高溫焊接時的膨脹差異

高溫焊接時銅箔膨脹和玻纖樹脂膨脹程度不一致，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過材料結(jié)合力時，就會引發(fā)分層。

外部環(huán)境挑戰(zhàn)

長期高溫高濕環(huán)境

在長期高溫高濕的惡劣環(huán)境下工作，樹脂等有機(jī)材料會吸濕，水分會降低樹脂與銅箔、玻纖布等材料之間的結(jié)合力。

頻繁冷熱循環(huán)

頻繁冷熱循環(huán)會使PCB材料性能逐漸下降，樹脂在反復(fù)的熱脹冷縮的過程中，分子鏈逐漸斷裂，粘結(jié)性能降低。

如何檢測分層爆板？

X射線檢測（X-Ray）

原理

X射線具有強(qiáng)穿透性，能穿透PCB的不同材料和結(jié)構(gòu)。由于不同物質(zhì)對X射線吸收和衰減程度不同，原子序數(shù)高、密度大的物質(zhì)吸收多。分層區(qū)域與正常區(qū)域在成像上會有差異，利用X光穿透PCB，捕捉層間空洞、裂紋等缺陷。

用途：用于失效分析無損檢測，精準(zhǔn)定位失效位置。

超聲波掃描顯微鏡（SAT）

原理

超聲波掃描顯微鏡發(fā)射的超聲波在遇到 PCB 不同介質(zhì)的界面時，由于不同介質(zhì)的聲阻抗不同，一部分超聲波會反射回來，另一部分則繼續(xù)傳播。通過分析高頻超聲波的反射信號，就可以確定分層的位置和大小。

超聲波掃描

用途：用于高密度互連板、芯片封裝可靠性驗證，以及PCB生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制。

熱應(yīng)力測試（TST）

原理

將PCB暴露在不同的環(huán)境中，并進(jìn)行多次的溫度循環(huán)變化，模擬實際使用過程中可能遇到的溫度變化情況。如果PCB中存在潛在的分層缺陷，在反復(fù)的熱應(yīng)力作用下，缺陷可能會逐漸放大或?qū)е缕渌Ｊ匠霈F(xiàn)，從而加速暴露分層風(fēng)險。

用途：用于預(yù)測PCB長期使用的可靠性，提前淘汰劣質(zhì)板材。

微切片分析（Cross-Section）

原理

對疑似分層的位置切割成小塊樣本，對其進(jìn)行鑲嵌、研磨和拋光等處理，使樣本的截面平整光滑，以便后續(xù)使用顯微鏡觀察層間結(jié)合狀態(tài)。

用途：直觀分析失效機(jī)理，常用于實驗室深度診斷。

怎樣預(yù)防分層爆板？

材料控制

選用質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的覆銅板，其玻璃纖維布應(yīng)浸漬良好，樹脂含量均勻；儲存時注意環(huán)境溫濕度，避免板材受潮，一般濕度控制在40%-60%，溫度控制在20℃-25℃。

優(yōu)化制程工藝

根據(jù)不同材料的性能，合理調(diào)整鉆孔速度；依據(jù)板材特性和產(chǎn)品要求，優(yōu)化壓合溫度、壓力和時間。

環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計

增加無導(dǎo)通性能的散熱孔等散熱結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)品的散熱性能；優(yōu)先采用沉金等表面處理方式，增強(qiáng)產(chǎn)品的抗?jié)駸崮芰Α?/p>

全程檢測護(hù)航

定期監(jiān)控棕化，壓合料溫曲線等產(chǎn)線制程，保障工藝制程的穩(wěn)定；通過來料檢驗，半成品切片監(jiān)控以及出貨前回流焊抽檢等預(yù)防手段，對生產(chǎn)全流程監(jiān)控。

分層爆板是 PCB 的 “隱形殺手”，但只要我們充分了解其成因，運(yùn)用科學(xué)的檢測技術(shù)，嚴(yán)格管控生產(chǎn)工藝，就能夠有效預(yù)防這一問題，保障電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。