PCB爆板的原因

前段時(shí)間有一個(gè)朋友遇到了一個(gè)問(wèn)題，說(shuō)是公司做了一批產(chǎn)品出現(xiàn)了爆板的現(xiàn)象。由于產(chǎn)品的有一些保密性，沒(méi)有發(fā)圖片給我看，所以我就給他出了一個(gè)主意：找PCB供應(yīng)商幫忙找找問(wèn)題點(diǎn)，畢竟PCB板廠有一堆的專家在研究這些問(wèn)題。我認(rèn)為對(duì)于爆板的問(wèn)題無(wú)非就是板材的問(wèn)題或者加工的問(wèn)題。后來(lái)有點(diǎn)時(shí)間就想進(jìn)一步的了解下爆板的原因，歸納起來(lái)有以下一些情況：

1、吸水導(dǎo)致的爆板；如果是吸水導(dǎo)致的爆板，可用烘烤方式去除水份, 防止爆板。這也是為什么在SMT之前，都會(huì)先烘烤板子然后再到下一道工序中。據(jù)了解在一般條件下，48小時(shí)就可吸收約70%水分。

2、板材裂化導(dǎo)致的爆板；發(fā)生于單一層樹(shù)脂內(nèi)，宜提高板材Tg及Td。
3、內(nèi)層埋孔填膠不良導(dǎo)致爆板；膠量在局部區(qū)域明顯不足，造成玻纖直接壓在銅面上，容易爆板。

4、盲孔電鍍薄導(dǎo)致爆板，回流焊后容易孔破及爆板。
5、減銅不良造成見(jiàn)底材時(shí)也容易形成爆板。
6、板邊膠量不足，壓合后處理時(shí)也會(huì)造成板邊爆板。

其實(shí)對(duì)于一個(gè)硬件工程師而言，對(duì)于這些原因知道的并不多。只是了解一些常見(jiàn)的原因。對(duì)于以上的這些原因我主要關(guān)注到了兩個(gè)點(diǎn)，一個(gè)是吸水性，一個(gè)是玻璃轉(zhuǎn)換溫度（Tg值）。這兩個(gè)參數(shù)都與PCB材料有關(guān)系，在材料的datasheet中也都會(huì)有說(shuō)明，如下兩張圖高亮處所示：

如果需要進(jìn)一步的了解吸水性和玻璃轉(zhuǎn)換溫度，可以參考IPC TM-650 2.6.2.1和2.4.24.6。

這里和大家在分析下為什么吸水性和TG值會(huì)影響到爆板？眾所周知，樹(shù)脂是有定的吸水性的，吸水之后，就會(huì)導(dǎo)致TG值降低；本身樹(shù)脂也會(huì)含有水分。當(dāng)溫度較高時(shí)，水還是水，但是當(dāng)溫度高于100度時(shí)，水就可能會(huì)變成水蒸氣，水蒸氣又變成了非常好的可塑劑，加速了板材Z方向瞬間腫脹而快速開(kāi)裂，這就導(dǎo)致了所謂的爆板。（具體過(guò)程可能會(huì)比較復(fù)雜，我這只是簡(jiǎn)單的描述和介紹）。

下面和大家科普下玻璃轉(zhuǎn)換溫度：

對(duì)于工程師只要了解一點(diǎn)材料的應(yīng)該都知道玻璃轉(zhuǎn)換溫度這個(gè)概念。玻璃轉(zhuǎn)換溫度（Glass Transition Temperature，TG）是環(huán)氧樹(shù)脂材料最重要的特性之一，所以TG值也就成為了PCB的玻璃纖維布的品質(zhì)指標(biāo)之一。TG值一般泛指在塑料微觀中高分子鏈開(kāi)始具有大鏈節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)的溫度，不過(guò)相較于熱翹曲溫度似乎就感覺(jué)沒(méi)有那么重要了。

若應(yīng)用溫度低于玻璃轉(zhuǎn)換溫度(TG)時(shí)，分子鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)大部分會(huì)被凍結(jié)，呈現(xiàn)出較多的晶格狀排列，塑料則會(huì)呈現(xiàn)出剛性具硬脆特性之玻璃態(tài)。沒(méi)錯(cuò)就類似玻璃的特性，堅(jiān)硬但容易脆裂。

若應(yīng)用溫度高于玻璃轉(zhuǎn)換溫度(TG)時(shí)，分子鏈節(jié)則會(huì)有更多的自由度可以運(yùn)動(dòng)，塑膠件則會(huì)呈現(xiàn)出柔軟可繞曲的橡膠態(tài)。因此玻璃轉(zhuǎn)換溫度(TG)一般為塑料發(fā)生在玻璃態(tài)-橡膠態(tài)相轉(zhuǎn)移時(shí)之溫度。所以TG值與塑膠產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及運(yùn)用之溫度范圍有非常大的關(guān)系。一般而言固體塑膠件的應(yīng)用溫度范圍通常會(huì)取在玻璃轉(zhuǎn)換溫度(TG)以下，若對(duì)塑料繞曲柔軟性有需求者，如橡膠，則應(yīng)用溫度會(huì)選取在玻璃轉(zhuǎn)化溫度以上，但在熱變形溫度以下。

要注意的是"玻璃轉(zhuǎn)換"過(guò)程基本上是一段溫度區(qū)域而非特定的單一溫度，相對(duì)的熱翹曲溫度則會(huì)指向固定溫度，不過(guò)一般我們?cè)诙x"玻璃轉(zhuǎn)換溫度（TG）"時(shí)通常會(huì)取其在整個(gè)玻璃轉(zhuǎn)換溫度區(qū)域的中點(diǎn)。
責(zé)任編輯：彭菁