1 背景

某PCBA板在回流后發(fā)現(xiàn)SS面出現(xiàn)內(nèi)層發(fā)白分層現(xiàn)象，現(xiàn)對其進(jìn)行原因分析，樣品外觀如圖1所示：

如圖1所示，PCBA上圖標(biāo)記位置有分層起泡現(xiàn)象。

2 失效點(diǎn)位置確認(rèn)2.1分層界面確認(rèn)

從以上分層位置取樣制作垂直切片，觀察分層區(qū)域的截面形貌，結(jié)果如圖2所示：

如圖2中的垂直切片觀察，發(fā)現(xiàn)不良PCBA的分層均發(fā)生在控深鉆孔區(qū)域，且分層界面主要集中在L6/L7層PP片的玻纖與樹脂之間以及L7/L8層芯板的玻纖與樹脂之間。

2.2 分層起泡點(diǎn)確認(rèn)

制作不良板的分層位置的水平切片與垂直切片，分析不良PCBA分層的起爆點(diǎn)，如下圖3所示：

如圖3所示，分層起泡區(qū)主要集中在控深鉆孔區(qū)域，且該區(qū)域的孔壁銅層厚度不均勻；通過垂直切片，發(fā)現(xiàn)L7層附近的孔壁銅厚較薄的位置有微裂紋存在，且裂紋逐漸擴(kuò)展延伸至L7/L8層芯板的玻纖和樹脂界面之間，在外觀上形成發(fā)白分層現(xiàn)象，說明分層起爆點(diǎn)位于控深鉆孔孔壁銅厚較薄的區(qū)域。

3 原因分析3.1 孔壁銅厚和樹脂塞孔氣泡確認(rèn)

用金相顯微鏡觀察分層位置的垂直切片，并測量孔壁銅厚，如圖4所示：

由圖4可知，樹脂塞孔內(nèi)的樹脂填充少于60%（IPC-A-600G要求樹脂填孔至少填滿60%），存在塞孔氣泡，靠近L7層的孔壁銅厚只有9~11μm，不符合工藝要求的最小孔壁銅厚20μm，即此處孔壁銅厚偏薄。控深鉆孔的塞孔樹脂填充不飽滿，在回流焊的高溫條件下，孔內(nèi)殘留的氣體體積劇烈膨脹，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致孔銅偏薄的位置被拉斷，最終造成分層的現(xiàn)象。

4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為確認(rèn)導(dǎo)致該款板分層的根本原因，取PCBA設(shè)計(jì)以下兩組實(shí)驗(yàn)：

（1）取未分層的無控深鉆孔區(qū)域進(jìn)行熱應(yīng)力測試；

（2）取未分層的有控深鉆孔區(qū)域進(jìn)行熱應(yīng)力測試。

熱應(yīng)力測試結(jié)果如下圖5所示：

由上圖5可知，無控深鉆孔的區(qū)域熱應(yīng)力后無分層起泡現(xiàn)象，而有控深鉆孔的區(qū)域經(jīng)過熱應(yīng)力測試后出現(xiàn)白斑，且分層出現(xiàn)在控深鉆孔周圍的區(qū)域，進(jìn)一步表明有控深鉆孔的區(qū)域，其孔內(nèi)存在氣泡，在高溫下氣體體積膨脹大，使得孔壁銅厚偏薄區(qū)域容易發(fā)生分層。

5 分析結(jié)論

該板的控深鉆孔周圍區(qū)域分層的原因是：控深鉆孔的塞孔樹脂填充不飽滿，在回流焊的高溫條件下，孔內(nèi)殘留的氣體體積劇烈膨脹，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致孔銅偏薄的位置被拉斷，最終造成分層的現(xiàn)象。