PCB电路板会发生爆板(popcorn)或分层(Delamination)的主要原因不过乎板材吸水及α2/z-CTE太大开云kaiyun.com。

这两大类，「板材吸水」所形成的爆板更占了70%的不良，其他原因如PCB结构之涨缩不均，冷热不均、制程受伤与黑化不良…等诚然也不可摈斥其可能性，但其比率齐不太高即是了。

板材吸水

PCB材料频繁由玻璃纤维、树脂（如环氧树脂）和铜箔等组成。这些材料，尤其是树脂层，具有一定的吸水性。

当PCB材料收受水分后，在焊合或回流焊进程中，高温会使收受的水分飞速蒸发，形成水蒸气。

要是水蒸气无法实时通过材料扩散或开释出来，就会在材料里面形成较高的压力，导致以下问题：

● 爆板（Popcorn）：由于水蒸气快速彭胀，里面压力过大会引起PCB的爆裂，产生一样爆米花的舒心，因此得名“爆板”。

● 分层（Delamination）：吸水后加热，水分蒸发产生的压力会导致不同层之间的远离，相配是在树脂和玻璃纤维之间容易出现分层舒心。

α2/z-CTE 太大

α2/z-CTE 是指 PCB 材料在 Z 轴标的（垂直于板面的标的）上的热彭胀统统，尤其是在越过材料玻璃化改变温度（Tg）后的热彭胀行径。要是这个热彭胀统统过大，PCB在加热时会在Z轴标的产生较大的应力，这种应力容易导致以下问题：

● 孔壁裂纹：在多层板的制造中，过大的 z-CTE 可能会导致金属化通孔（via）或盲孔内壁的应力增多，从而在热轮回进程中形成裂纹或分层。这会影响电气贯穿的可靠性，致使导致开路故障。

● 分层（Delamination）：过大的 z-CTE 会导致层与层之间的应力增大，尤其是在热轮回中容易发生疏层舒心，影响PCB的结构齐全性和电气性能。

● 焊点疲钝：热彭胀统统过大会在焊合区域产生较大的热应力，导致焊点容易产生疲钝裂纹，缩短焊合质地和可靠性。

● PCB翘曲：要是 z-CTE 与 x、y 标的的 CTE 相反过大，通盘 PCB 可能会在加热或冷却进程中发生翘曲或变形，影响装配和使用。

若何扬弃 α2/z-CTE

为了减少 α2/z-CTE 过大的负面影响，频繁在 PCB 想象和材料选拔时，会接收以下范例：

1. 选拔低 z-CTE 材料：优先选拔在 z 标的具有低热彭胀统统的材料，相配是在高温应用场地，如高频或高功率电子开发中。

2. 增强层压工艺：通过纠正层压工艺，确保多层板的均匀性和一致性，减少 z 标的的应力围聚。

3. 优化 PCB 想象：在想象时优化材料布局和孔结构，尽量减少因 z-CTE 引起的应力围聚。

4. 环境测试：在出产进程中进行模拟热轮回测试，评估 PCB 的 z 标的热彭胀行径，确保在本色使用条目下的可靠性。

为什么「水」是主要原因？

「水」在100°C以下的时候对爆板（俗称爆米花效应(popcorn-effect)）的影响不大。

当温度越过100°C后，「水(H2O)」就会成为树脂的可塑剂。（可塑剂或称塑化剂，是一种不错增多材料的柔滑性或使材料液化的添加剂。当板材分子中混合了水分子，就会使得本来板材分子结构变得不再那么紧实，就一样纸张吸水，当水加热变成水蒸气后体积彭胀更撑开板材分子间的距离，使得分子间的荟萃力降件组织变软）

树脂吸水较多时Tg值会下跌（△Tg应该小于5°C）且橡胶态会提早到来，将激勉板材Z标的倏地肿胀(Swelling)而快速开裂（100°C～Tg温度之间最容易发生），参考著作最前边的图表，水蒸气越过100°C后的气压(psi)将成等比级数增多。

频繁板材的X与Y标的之CTE(彭胀统统)较为相识，约在15～16ppm/°C之间。另外，板材内的隐性水份也会变成树脂的可塑剂，与外部的水份一齐助纣为孽。

当树脂温度越过Tg点之后，就会改变为橡胶态，这时候「水」份对爆板还是改变成为副角，何况这时候的水份也大多还是改变成水蒸气蒸发掉了，再说橡胶态是软的，也辞谢易有爆板才对。

PCB的「水」从那处来？

既然「水」对爆板这样蹙迫，那咱们得好好探究一下水从那处来，就咱们无数的瞭解与融会，大部分的「水」可能齐来自于外界，可能是在PCB制程时吸入附着，或是PCB存放时从环境中徐徐扩散(diffusion)投入；但不要忘了，板材里面结构容易藏水亦然可能的原因之一；另外一个你可能思不到的，PCB树脂的分子式里也藏着水分子，加热之后会自行产生水分。是以回来板材吸「水」及藏水处有：

● 树脂分子本人具有的结构水（树脂分子结构本来具极性(polarity)处还是隐含有水分子，惟有化学式中含有OH就有契机形成水）。

● 树脂与玻璃纤维接口处容易藏水（板材的组成基本上使用一条树脂与一条玻璃纤维用经纬反覆编织而成，要是编织不够密实，就会有迂回，一般忽视选定低透气率的扁纤布比拟不易藏水）。

● 树脂与铜箔接口处也容易藏水。

● 板材的费解处会藏水。

PCB吸水爆板的改善有盘算－烘烤

既然「水」是形成PCB爆板的主要原因，是以惟有把PCB内的水分去除应该就不错措置大部分的爆板问题了，而【烘烤】即是去除PCB外部水份的最好法子。既然烘烤的目的是在去除水份，是以烘烤的条目最好要适合底下的要求：

● 烘烤的温度加热到100°C之上少许点的所在（忽视105°C，因为烤箱的温度会有非常），让水份不错变成水蒸气就不错比拟容易泄气掉。

● 烘烤时最好把每片板子分开来摆放，这样水分才比拟容易蒸发掉。要是PCB重迭在一齐，水份将无法灵验逸出。

● 烤箱一定要有排气开发，不然烘烤时烤箱内透彻是水蒸气也莫得用。

从PCB板材的选拔及制程就运行管控吸水的条目

诚然烘烤是改善爆板的最好法子，然则烘烤不但虚耗本事，也虚耗开发与东谈主力，何况PCB烘烤之后Tg值会下跌亦然问题，比拟好的法子是从PCB板材的选拔及制程就运行管控吸水的条目。

● 板材本人要是有极性，就容易吸水。尽量选定不会吸水的树脂来退缩板材吸水。

● 不错选定开(扁)纤布。减少树脂与玻璃纤维接口的闲静，以缩短容易藏水的可能性。（底下的图片仅仅透露图，并不是确凿的玻纤布，基本上由经纬两股材料交错编织而成，经纬的交错间要是有闲静，就容易藏水分，是以一般会以透气性来检查其密合度，密合度越好，透气度越小，越辞谢易藏水，对高频的电路板也比拟莫得销耗及信号不等一的问题。）

● PCB压合进程管控。PCB完成压合与后烘烤的多层板，不错取试样以沟通法子、沟通机台量测两次Tg值；凡Tg2-Tg1之△Tg越过2～3°C者（按不同板材而有异），即透露压合制程之固化响应（Hardening含团员与交联）还不到位，此等未熟化之板类将容易吸水，也容易发生爆板。

● 按TM-650历练手册2.4.24.1节TMA法去量测问题板之Tg值，并与供应商之规格值对比。凡实测值低于规格值5°C以上者，即透露问题板已存在吸水的病灶。树脂中的水分形同可塑剂，不但会拉低Tg，还会让橡胶态提早到来。

● 存放越过三个月的多层PCB，可能会出现应力（来自压合）围聚行径以及吸水之事实（会增大Z胀）。需推论炉前预烘烤（105°C+24小时）之防爆范例，或应用矫平机50片手机板一叠在氮气中185°C+70PSI压烤2小时。客户端越过三个月的板类先烘烤再焊者将可减少爆板，烘烤不但增多老本且对OSP(有机保焊剂)也不利。烘烤时需单片分开烘烤，以利水分充分排出。

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