PCB板出現開裂或氣泡是常見的制造缺陷，可能由材料、工藝、環境或操作等多方面因素導致。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），導致板材韌性差，易在應力下開裂。

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

• 阻焊層或字符層附著力差：表面涂層與基材結合不牢，受外力時易剝離。

2. 制造工藝缺陷

• 沉銅、電鍍或蝕刻液濃度、溫度控制不當，腐蝕基材或導致銅層與基材分離。

• 清洗不徹底，殘留化學物質在高溫下揮發或反應，產生應力。

• 鉆孔時鉆頭轉速過高或進給速度過快，導致基材纖維撕裂或燒焦。

• 銑削邊緣時刀具磨損，產生毛刺或微裂紋，后續受熱或機械應力時擴展為開裂。

• 層壓溫度過高或時間不足，導致樹脂未完全固化，內部應力殘留。

• 層壓壓力不均，造成板材內部結構疏松或局部應力集中。

• 層壓工藝問題：

• 鉆孔或銑削損傷：

• 化學處理不當：

3. 環境與使用因素

• 吸濕后的PCB在高溫焊接時，水分汽化產生蒸汽壓力，導致分層或爆板。

• 安裝時螺絲擰緊力過大，或PCB彎曲半徑過小（如柔性板折疊過度）。

• 運輸或振動導致PCB與連接器、元件間產生微動磨損，引發疲勞開裂。

• 焊接時溫度驟變（如手工焊接與回流焊溫差過大），導致基材膨脹系數不匹配，產生熱裂紋。

• 長期高溫環境（如電源模塊）使樹脂老化，脆性增加。

• 熱應力：

• 機械應力：

• 濕度影響：

4. 設計缺陷

• 布局不合理：元件分布不均導致局部應力集中（如大質量元件靠近板邊）。

• 孔位設計不當：過孔或安裝孔距離板邊過近，削弱結構強度。

• 層數與厚度不匹配：高多層板厚度不足，或層間銅箔分布不均，導致抗彎能力差。

二、PCB板氣泡的原因

1. 層壓過程問題

• 樹脂流動不均：層壓時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：升溫過快導致樹脂揮發物未及時排出，或降溫過快導致內部應力收縮形成氣泡。

2. 材料吸濕

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

3. 化學處理殘留

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

4. 焊接過程影響

• 回流焊溫度過高：導致助焊劑或殘留物揮發，在焊點與PCB間形成氣泡。

• 波峰焊氧化：焊錫槽氧化嚴重，焊接時產生氣孔。

三、解決方案與預防措施

1. 材料選擇

• 選用高質量基材（如高Tg值FR-4）和銅箔，確保層間結合力。

• 控制半固化片（Prepreg）的儲存環境，避免吸濕。

2. 工藝優化

• 層壓：嚴格控制溫度、壓力和時間，確保樹脂充分固化。

• 鉆孔/銑削：使用鋒利刀具，優化轉速和進給速度，減少機械損傷。

• 化學處理：定期更換蝕刻液、沉銅液，加強清洗流程。

3. 環境控制

• 焊接前對PCB進行預烘（如120℃×4小時），去除吸濕水分。

• 控制生產車間溫濕度（如相對濕度＜50%）。

4. 設計改進

• 避免板邊密集布孔，增加安裝孔與板邊的距離。

• 優化元件布局，減少局部應力集中。

5. 檢測與測試

• 使用X-Ray檢測層間氣泡或空洞。

• 進行熱沖擊測試（如-40℃～125℃循環）驗證抗裂性能。

四、典型案例

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

• 案例2：某通信板出現層間氣泡，經檢測發現層壓前半固化片吸濕率超標（＞0.2%）。

• 案例3：某消費電子PCB在安裝時螺絲孔周邊開裂，原因是孔位設計距離板邊過近（＜2mm）。

通過系統分析材料、工藝、環境和設計因素，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品質量。