PCB分层起泡失效案例分享

yoursilf · 发表于 2022-12-27 09:26

EDA365欢迎您登录！

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？注册

x

1 背景

某PCBA板在回流后发现SS面出现内层发白分层现象，现对其进行原因分析，样品外观如图1所示：

0 i/ n) n; L7 W$ n9 R% z3 ?8 g2 O

如图1所示，PCBA上图标记位置有分层起泡现象。

2 失效点位置确认2.1分层界面确认

从以上分层位置取样制作垂直切片，观察分层区域的截面形貌，结果如图2所示：

X; t1 P i. ?* q9 q0 I [

如图2中的垂直切片观察，发现不良PCBA的分层均发生在控深钻孔区域，且分层界面主要集中在L6/L7层PP片的玻纤与树脂之间以及L7/L8层芯板的玻纤与树脂之间。

' ?& G- ]3 W: {9 h- K# a

2.2 分层起泡点确认

制作不良板的分层位置的水平切片与垂直切片，分析不良PCBA分层的起爆点，如下图3所示：

8 M D# m5 l" r; Z. O6 N

如图3所示，分层起泡区主要集中在控深钻孔区域，且该区域的孔壁铜层厚度不均匀；通过垂直切片，发现L7层附近的孔壁铜厚较薄的位置有微裂纹存在，且裂纹逐渐扩展延伸至L7/L8层芯板的玻纤和树脂界面之间，在外观上形成发白分层现象，说明分层起爆点位于控深钻孔孔壁铜厚较薄的区域。

$ w, S7 p' U. M+ J5 j% S

3 原因分析

2 q9 o0 A S2 L6 P7 A$ q7 I

3.1 孔壁铜厚和树脂塞孔气泡确认

用金相显微镜观察分层位置的垂直切片，并测量孔壁铜厚，如图4所示：

3 V m" {4 ?$ E$ ~, J. b6 r0 `2 x' a

由图4可知，树脂塞孔内的树脂填充少于60%（IPC-A-600G要求树脂填孔至少填满60%），存在塞孔气泡，靠近L7层的孔壁铜厚只有9~11μm，不符合工艺要求的最小孔壁铜厚20μm，即此处孔壁铜厚偏薄。控深钻孔的塞孔树脂填充不饱满，在回流焊的高温条件下，孔内残留的气体体积剧烈膨胀，产生较大的内应力，导致孔铜偏薄的位置被拉断，最终造成分层的现象。

+ g3 Z) L7 T/ i7 P+ I% |! W, ~7 z. f

4 验证实验

为确认导致该款板分层的根本原因，取PCBA设计以下两组实验：

（1）取未分层的无控深钻孔区域进行热应力测试；

（2）取未分层的有控深钻孔区域进行热应力测试。

热应力测试结果如下图5所示：

5 \0 m- F: a) {- l1 ^0 L1 q