I circuiti stampati (PCB) sono il cuore di produzione elettronicaTuttavia, a volte i PCB possono subire guasti a causa di un difetto chiamato delaminazione. La delaminazione dei PCB si verifica quando gli strati di un PCB si separano, causando malfunzionamenti o guasti dei dispositivi elettronici. Affrontare questo problema può essere costoso e richiedere molto tempo. In questa guida completa, approfondiremo le cause della delaminazione dei PCB, esploreremo metodi efficaci di prevenzione e discuteremo le migliori pratiche per la riparazione della delaminazione dei PCB.
Che cosa è la delaminazione dei PCB?
La delaminazione è una separazione intralaminare tra gli strati laminati di fibra di vetro e resina che compongono un PCB multistratoPuò variare da una piccola spaccatura al distacco completo su ampie aree. Questa separazione interrompe la connettività elettrica e il funzionamento di un PCB. Le crepe fratturano le sottili tracce di rame tra gli strati, interrompendo i circuiti. Un'ulteriore delaminazione può anche portare a cortocircuiti tra gli strati una volta isolati.
La delaminazione colpisce principalmente i PCB complessi multistrato, piuttosto che le schede a singolo o doppio strato, prive di legame interlaminare. Se non trattata, la delaminazione può estendersi rapidamente, riducendo la durata operativa e portando al guasto definitivo del PCB.
Cause della delaminazione del PCB
La delaminazione può derivare da diverse fonti, tra cui difetti di fabbricazione e stress operativi sul campo. Comprendere le cause profonde è fondamentale per prevenire futuri episodi di delaminazione. I fattori comuni che contribuiscono alla delaminazione dei PCB includono:
- Stress termico
Il riscaldamento e il raffreddamento ripetuti causano differenze di espansione e contrazione termica tra gli strati del PCB. Queste discrepanze generano sollecitazioni meccaniche nel tempo. Lenti variazioni di temperatura durante i cicli di accensione e spegnimento, così come un riscaldamento rapido e localizzato, possono causare delaminazione.
- Sollecitazioni meccaniche
Anche la flessione fisica del PCB, gli urti e le vibrazioni introducono sollecitazioni tra gli strati. Vincoli sul PCB come supporti, elementi di fissaggio o integrazione con lo chassis possono concentrare le sollecitazioni in aree specifiche.
- Difetti del processo di laminazione
Un'adesione insufficiente, un flusso di resina irregolare, contaminazione e vuoti tra gli strati possono creare punti deboli soggetti a delaminazione. Ciò dimostra l'importanza di un attento controllo dei parametri della pressa di laminazione.
- Umidità eccessiva
Una delle cause più frequenti di delaminazione dei PCB è l'umidità. Anche una piccola quantità di umidità intrappolata nella scheda può causare crepe quando il PCB è esposto ad alte temperature, poiché l'umidità si trasforma in vapore e si espande. In molti casi, una scarsa adesione o un adesivo inadeguato tra gli strati della scheda consentono all'umidità di infiltrarsi.
- Raggi di curvatura eccessivi
Magro, PCB flessibili Sottoposti ripetutamente a curve strette, i componenti subiscono sollecitazioni interstrato concentrate. L'utilizzo di standard di raggi di curvatura adeguati aiuta a mitigare questo problema. Ora che abbiamo compreso le cause comuni di delaminazione, analizziamo i modi in cui i produttori di PCB e i progettisti di prodotti possono evitare questi problemi...
Come Prevenire Delaminazione?
Conoscendo le cause principali tipiche, è possibile adottare misure per ridurre al minimo i rischi di delaminazione nella progettazione e nella produzione di PCB:
- Selezione dei materiali
Ricercare film adesivi con la massima forza adesiva nell'intero intervallo di temperature di esercizio del prodotto finale, inclusa la resistenza agli shock termici. Assicurarsi che i materiali in resina tra gli strati abbiano bassi coefficienti di dilatazione termica, in modo da corrispondere a quelli delle tracce di rame, riducendo le deformazioni da disallineamento di espansione. Richiedere ai fornitori di fornire dati di test sui lotti e certificazioni per la qualità della resina. Tg, modulo e parametri di allungamento.
- controllo dell'umidità
Le materie prime devono essere conservate in magazzini dotati di essiccanti per assorbire attivamente l'umidità prima dell'uso. I pannelli possono essere precotti prima della saldatura per eliminare l'umidità residua. Il piano di assemblaggio stesso necessita di controlli ambientali, come deumidificatori, per mantenere livelli di umidità ottimali. È inoltre importante ridurre al minimo il tempo in cui i materiali sono esposti all'umidità ambientale.
- Evita il surriscaldamento
Il surriscaldamento durante il processo di saldatura può causare stress termico, che a sua volta può causare delaminazione. Utilizzare tecniche di saldatura appropriate, come saldatura a rifusionee assicurarsi che i profili di temperatura rientrino nell'intervallo consigliato sia per i componenti che per il PCB.
- Controlli di processo
Controllare attentamente le velocità di riscaldamento/raffreddamento della laminazione, i tempi di permanenza in temperatura, i profili di pressione di adesione e i parametri di flusso della resina. Verificare la qualità del laminato tramite analisi microsezionali e test distruttivi di resistenza dell'adesione dopo la pressatura.
- Rivestimenti protettivi
Specificare rivestimenti conformi Con elevata resistenza chimica, all'umidità e alla temperatura per proteggere i PCB. Garantire la copertura completa del rivestimento su tutte le superfici esposte per un isolamento completo dagli agenti atmosferici.
- Standard dei raggi di curvatura
Sulla base dei dati dei test di flessione, definire e imporre raggi minimi di curvatura per la movimentazione e l'installazione dei PCB al fine di evitare sovrasollecitazioni. Incorporare i limiti di raggio nelle istruzioni di assemblaggio e nei criteri di controllo qualità.
La migliore pratica per Riparazione delaminazione PCB
Se viene rilevata una delaminazione, processi di riparazione specializzati possono staccare, rinforzare e rilaminare gli strati per ripristinare l'integrità del PCB. Ecco una panoramica delle procedure di riparazione professionali:
- Rimuovere il rivestimento protettivo, se presente, per accedere all'intera scheda.
- Utilizzare la radiografia per identificare tutte le aree di separazione. Intervenire solo sulle sezioni delaminate per la riparazione.
- Staccare con cautela gli strati laminati utilizzando calore delicato e la tecnologia di taglio per accedere all'interfaccia danneggiata.
- Pulire e preparare le superfici di incollaggio. Rinforzare con film intercalari adesivi ad alta resistenza al distacco.
- Utilizzare la saldatura a compressione termica per rilaminare gli strati con temperatura e pressione ottimali.
- Ispezionare la riparazione tramite raggi X e confermare il ripristino dell'integrità meccanica ed elettrica.
- Se necessario, applicare un nuovo rivestimento protettivo sull'intera superficie della scheda.
Considerazioni finali
Prevenire la delaminazione attraverso una progettazione e una produzione PCB robuste è essenziale per l'affidabilità del prodotto. Tuttavia, fattori imprevisti possono comunque causare la separazione degli interstrati nel tempo.
L'integrazione di strategie come simulazione, test, selezione dei materiali, controllo di processo e rivestimenti protettivi riduce notevolmente i rischi. In caso di delaminazione, una riparazione professionale può spesso ripristinare la funzionalità del PCB.
Grazie alle conoscenze fornite in questa guida, sarete ora in grado di individuare e risolvere qualsiasi problema di delaminazione dei PCB con la massima sicurezza. Sfruttando le migliori pratiche di prevenzione e le tecniche di riparazione, massimizzerete l'affidabilità e la durata dei componenti elettronici.
