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在 PCB 打板過程中，工程師們常常會(huì)遭遇 PCB 分層這一棘手問題，捷配PCB曾收到工程師所反映的，板子出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象，是什么成因？該如何解決呢？

一、PCB為什么會(huì)分層？

PCB 分層屬于一種 PCB 損壞狀況，會(huì)致使基材層相互分離。分層是指印制板內(nèi)基材層間、基材與導(dǎo)電箔間或其他部位的分離。若發(fā)生在外部，通常肉眼可見，會(huì)呈現(xiàn)出小氣泡或間隙；而內(nèi)部發(fā)生分層時(shí)，可能引發(fā)故障，且若不仔細(xì)檢查，很難找出故障根源，如 PCB 內(nèi)短缺陷就可能在內(nèi)層圖轉(zhuǎn)至多層壓合過程中產(chǎn)生。

二、PCB 分層起泡的誘因探究

1.  濕度因素：PCB 分層最常見的原因是濕度過高。濕度會(huì)引發(fā)冷凝與結(jié)霜，進(jìn)而導(dǎo)致 PCB 熱沖擊損壞，隨著時(shí)間推移或電涌后，便可能出現(xiàn)分層。PCB 基層中的水分積聚也是典型原因之一。

2.  熱應(yīng)力影響：PCB 由多層銅和其他材料用熱固化粘合劑粘合而成，溫度變化時(shí)，粘合劑可能失效。低溫時(shí)板子或許正常工作，溫度升高則可能開始分離。

3.  阻焊層問題：PCB 常用雙面 FR - 4 基板材料，基板兩面有環(huán)氧樹脂層，一側(cè)銅層上有保護(hù)涂層即阻焊層，目的是防止焊料粘到不應(yīng)焊接區(qū)域。

4.  不良制造工藝：

● 基材工藝處理不當(dāng)：薄基板剛性差，用刷板機(jī)刷板可能無法去除保護(hù)層，易引發(fā)起泡、黑化棕化顏色不均等問題。

● 機(jī)加工污染：板面在鉆孔、層壓、銑邊等機(jī)加工過程受油污、液體沾染灰塵或表面處理不良。

● 沉銅刷板異常：沉銅前磨板壓力大，造成孔口變形、銅箔圓角甚至孔口漏基材，在后續(xù)沉銅電鍍噴錫焊接等過程中導(dǎo)致孔口起泡。

● 水洗不佳：沉銅電鍍處理需大量化學(xué)藥水，板面水洗不凈會(huì)造成交叉污染、局部處理不良或效果不佳、不均勻缺陷。

● 微蝕偏差：沉銅前處理中和圖形電鍍前處理中的微蝕過度會(huì)造成孔口漏基材、周圍起泡；微蝕不足則結(jié)合力不足引發(fā)起泡。

● 沉銅返工缺陷：沉銅或圖形轉(zhuǎn)后的返工板，因褪鍍不良、返工方法不對(duì)或微蝕時(shí)間控制不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致板面起泡。

● 板面氧化：沉銅板在空氣或酸液中氧化，可能造成孔內(nèi)無銅、板面粗糙、起泡，且氧化膜難除。

5.  劣質(zhì)材料：PCB 質(zhì)量低下時(shí)，更易發(fā)生故障與分離。

6.  錯(cuò)誤的 FR - 4 Tg 材料類型：制造 PCB 時(shí)選錯(cuò) FR - 4Tg 材料，會(huì)致 PCB 過早分層瓦解，影響可靠性與使用壽命，增加制造成本。

三、PCB 分層如何預(yù)防？

1.  優(yōu)化制造工藝：回流焊曲線設(shè)置在滿足規(guī)范與焊點(diǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)前提下，盡量縮短焊接時(shí)間與溫度，減少板材受熱。

2.  精選材料：基材選用合格材料，多層板 PP 材料質(zhì)量是關(guān)鍵參數(shù)。

3.  嚴(yán)控層壓工藝：尤其內(nèi)層銅箔厚的多層板，注意層壓工藝，避免熱沖擊下內(nèi)層脫層報(bào)廢。

4.  保障沉銅質(zhì)量：孔內(nèi)壁銅層越致密、越厚，PCB 電路板熱沖擊越強(qiáng)，電鍍過程精細(xì)控制以實(shí)現(xiàn)高可靠性與低成本。

5.  把關(guān)組裝來料：元器件來料至關(guān)重要，供應(yīng)商存儲(chǔ)條件不當(dāng)可能使元器件失效，組裝時(shí)若未察覺，完成后易致整個(gè) PCBA 失效。

6.  妥善儲(chǔ)存干燥：PCB 受潮易分層，長時(shí)間存放需保持干燥，如置于封閉容器防水分滲入。

四、PCB 分層的檢測(cè)手段

1.  掃描聲學(xué)顯微鏡：利用超聲波測(cè)量材料厚度的無損檢測(cè)法，通過激光掃描材料表面創(chuàng)建形貌圖，檢測(cè)裂縫或其他缺陷，是檢測(cè)復(fù)合材料分層常用方法。

2.  熱機(jī)械分析：測(cè)量破壞樣品所需能量，對(duì)樣品施壓后測(cè)量破壞力，無分層時(shí)測(cè)試不應(yīng)顯示力或能量變化，用于確定材料機(jī)械性能，包括彈性與強(qiáng)度，可測(cè)材料分層以判斷粘劑、涂料等質(zhì)量。

3.  壓力測(cè)試參數(shù) - 浮焊測(cè)試：加速壽命測(cè)試，模擬焊點(diǎn)熱循環(huán)影響，在 288°C 進(jìn)行，高于多數(shù)電子元件工作溫度，焊點(diǎn)熱循環(huán)次數(shù)為正常應(yīng)用六倍。

4.  回流焊模擬 N 次通過：多次加熱冷卻 PCB 模擬高溫回流焊過程，每次加熱冷卻稱為 “N 次通過”，以看不到分層的最大遍數(shù)為測(cè)試指標(biāo)。

5.  互連壓力測(cè)試：執(zhí)行此測(cè)試可拉出共模，減少其對(duì)走線和焊盤完整性破壞或故障發(fā)生。通過模擬組件使用壽命熱循環(huán)條件，對(duì) PCB 施加靜態(tài)力（6X@230°C），循環(huán)測(cè)試。

五、PCB 分層起泡的修復(fù)方案

1.  準(zhǔn)備材料：磨料、球磨機(jī)、切削工具、電路粘接環(huán)氧樹脂、顯微鏡、微鉆系統(tǒng)、攪拌鎬、注射器、烤箱、濕巾等。

2.  修復(fù)步驟：

● 用濕巾清潔水泡表面。

● 用球磨機(jī)和微型鉆頭在分層泡罩鉆至少兩個(gè)孔，孔相對(duì)且在周邊，避開組件與電路，鉆孔后清理松散材料，注意深度。

● 烤箱烘烤除水分，趁熱注入環(huán)氧樹脂，利用板熱分散樹脂填充空隙，可輕壓或抽真空輔助填充。

● 室溫固化 24 小時(shí)或 74°C 固化一小時(shí)。

● 用刮刀或小刀去除多余環(huán)氧樹脂，必要時(shí)密封報(bào)廢區(qū)域。

3.  檢查驗(yàn)收：干燥后目視檢查顏色質(zhì)地，對(duì)維修區(qū)域?qū)w進(jìn)行電氣測(cè)試。

盡管有修復(fù)方法，但預(yù)防才是關(guān)鍵，可減少時(shí)間與成本損耗。