PCB板出現(xiàn)開裂或氣泡是常見的制造缺陷，可能由材料、工藝、環(huán)境或操作等多方面因素導(dǎo)致。以下是具體原因及分析：

一、PCB板開裂的原因

1. 材料問題

• 基材質(zhì)量差：使用低等級的玻璃纖維布或樹脂（如FR-4中樹脂含量不足），導(dǎo)致板材韌性差，易在應(yīng)力下開裂。

• 銅箔與基材結(jié)合力弱：銅箔與基材間的粘結(jié)層（如環(huán)氧樹脂）存在缺陷，如厚度不均或固化不完全，導(dǎo)致分層或開裂。

• 阻焊層或字符層附著力差：表面涂層與基材結(jié)合不牢，受外力時(shí)易剝離。

2. 制造工藝缺陷

• 沉銅、電鍍或蝕刻液濃度、溫度控制不當(dāng)，腐蝕基材或?qū)е裸~層與基材分離。

• 清洗不徹底，殘留化學(xué)物質(zhì)在高溫下?lián)]發(fā)或反應(yīng)，產(chǎn)生應(yīng)力。

• 鉆孔時(shí)鉆頭轉(zhuǎn)速過高或進(jìn)給速度過快，導(dǎo)致基材纖維撕裂或燒焦。

• 銑削邊緣時(shí)刀具磨損，產(chǎn)生毛刺或微裂紋，后續(xù)受熱或機(jī)械應(yīng)力時(shí)擴(kuò)展為開裂。

• 層壓溫度過高或時(shí)間不足，導(dǎo)致樹脂未完全固化，內(nèi)部應(yīng)力殘留。

• 層壓壓力不均，造成板材內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松或局部應(yīng)力集中。

• 層壓工藝問題：

• 鉆孔或銑削損傷：

• 化學(xué)處理不當(dāng)：

3. 環(huán)境與使用因素

• 吸濕后的PCB在高溫焊接時(shí)，水分汽化產(chǎn)生蒸汽壓力，導(dǎo)致分層或爆板。

• 安裝時(shí)螺絲擰緊力過大，或PCB彎曲半徑過小（如柔性板折疊過度）。

• 運(yùn)輸或振動(dòng)導(dǎo)致PCB與連接器、元件間產(chǎn)生微動(dòng)磨損，引發(fā)疲勞開裂。

• 焊接時(shí)溫度驟變（如手工焊接與回流焊溫差過大），導(dǎo)致基材膨脹系數(shù)不匹配，產(chǎn)生熱裂紋。

• 長期高溫環(huán)境（如電源模塊）使樹脂老化，脆性增加。

• 熱應(yīng)力：

• 機(jī)械應(yīng)力：

• 濕度影響：

4. 設(shè)計(jì)缺陷

• 布局不合理：元件分布不均導(dǎo)致局部應(yīng)力集中（如大質(zhì)量元件靠近板邊）。

• 孔位設(shè)計(jì)不當(dāng)：過孔或安裝孔距離板邊過近，削弱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

• 層數(shù)與厚度不匹配：高多層板厚度不足，或?qū)娱g銅箔分布不均，導(dǎo)致抗彎能力差。

二、PCB板氣泡的原因

1. 層壓過程問題

• 樹脂流動(dòng)不均：層壓時(shí)樹脂未充分填充玻璃纖維布間隙，形成空隙。

• 真空度不足：層壓前未徹底抽真空，殘留空氣在高溫下膨脹形成氣泡。

• 固化溫度曲線不當(dāng)：升溫過快導(dǎo)致樹脂揮發(fā)物未及時(shí)排出，或降溫過快導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力收縮形成氣泡。

2. 材料吸濕

• 基材或半固化片（Prepreg）暴露在潮濕環(huán)境中，吸濕后層壓時(shí)水分汽化形成氣泡。

3. 化學(xué)處理殘留

• 沉銅或電鍍前清洗不徹底，殘留油污、指紋或氧化層，導(dǎo)致鍍層與基材間結(jié)合不良，形成氣泡或空洞。

4. 焊接過程影響

• 回流焊溫度過高：導(dǎo)致助焊劑或殘留物揮發(fā)，在焊點(diǎn)與PCB間形成氣泡。

• 波峰焊氧化：焊錫槽氧化嚴(yán)重，焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔。

三、解決方案與預(yù)防措施

1. 材料選擇

• 選用高質(zhì)量基材（如高Tg值FR-4）和銅箔，確保層間結(jié)合力。

• 控制半固化片（Prepreg）的儲存環(huán)境，避免吸濕。

2. 工藝優(yōu)化

• 層壓：嚴(yán)格控制溫度、壓力和時(shí)間，確保樹脂充分固化。

• 鉆孔/銑削：使用鋒利刀具，優(yōu)化轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，減少機(jī)械損傷。

• 化學(xué)處理：定期更換蝕刻液、沉銅液，加強(qiáng)清洗流程。

3. 環(huán)境控制

• 焊接前對PCB進(jìn)行預(yù)烘（如120℃×4小時(shí)），去除吸濕水分。

• 控制生產(chǎn)車間溫濕度（如相對濕度＜50%）。

4. 設(shè)計(jì)改進(jìn)

• 避免板邊密集布孔，增加安裝孔與板邊的距離。

• 優(yōu)化元件布局，減少局部應(yīng)力集中。

5. 檢測與測試

• 使用X-Ray檢測層間氣泡或空洞。

• 進(jìn)行熱沖擊測試（如-40℃～125℃循環(huán)）驗(yàn)證抗裂性能。

四、典型案例

• 案例1：某電源模塊PCB在高溫環(huán)境下開裂，原因是基材Tg值過低（130℃），長期工作后樹脂軟化。

• 案例2：某通信板出現(xiàn)層間氣泡，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)層壓前半固化片吸濕率超標(biāo)（＞0.2%）。

• 案例3：某消費(fèi)電子PCB在安裝時(shí)螺絲孔周邊開裂，原因是孔位設(shè)計(jì)距離板邊過近（＜2mm）。

通過系統(tǒng)分析材料、工藝、環(huán)境和設(shè)計(jì)因素，可有效定位PCB開裂或氣泡的根源，并采取針對性措施提升產(chǎn)品質(zhì)量。