PCB技術 - 電路板製造的PCB空隙和分層控制

層壓空隙是指電路板中沒有環氧樹脂。 這可以在用顯微鏡觀察電路板的橫截面積時發現。

詳細瞭解空隙、其根本原因和預防方法將有助於製造高品質的PCB。 電路板上有不同類型的空隙（電鍍空隙、環形空隙、楔形空隙等）。

什麼是PCB製造中的層壓空洞？

在電路板疊層過程中，由於粘合材料的介面上沒有樹脂，導致出現空隙。 在某些情况下，層壓空隙的出現也是由於基本的原材料造成的。 電介質和銅箔之間的分層過程會導致內層的金屬箔裂縫。

什麼是PCB電路板分層？

當腐蝕性介質可以直接接觸到金屬基材時，那麼在有水的情况下，金屬-塗層介面會發生電化學反應，造成分層。 分層是指塗層與表面或塗層之間的附著力的喪失。

電介質和銅箔之間的分層導致了箔裂和桶裂。 當基材上產生應力時，通孔會抵抗這種變化，但結果是，這種抵抗會導致電路板上出現桶狀裂紋。

什麼原因導致PCB層壓空洞？

1、在某些情况下，不同材料如玻璃和樹脂的CTE（熱膨脹係數）不匹配。 當壓力施加在基材上時，其CTE會上升到規定的玻璃轉化溫度（Tg）以上。 鍍通孔上的應力是由於Z軸上的應變而發生的。

2、預浸料不是來自同一種類。

3、方向不正確。 預浸料和芯材的晶粒方向應該是一致的。 樹脂基材是各向異性的，也就是說，它們在不同的方向上有不同的測量值（確定經向和緯向）。

4、層壓參數如真空、溫度和壓力（根據材料的Tg計算）計算錯誤。

5、層壓的輪廓隨著環境條件和機器參數的變化而變化。 囙此，在開始加工之前，必須設定輪廓。

6、錯誤的鑽孔值。

7、關於電路的設計，如果銅的分佈不均勻，那麼就會出現樹脂衰退。 囙此，你需要添加足够的銅網（電路中不需要的區域）來平衡銅。  

PCB電路板內層

PCB電路板電鍍通孔的橫截面

1、為了研究空隙、空隙形狀和空隙大小的影響，考慮臨界體積內的空隙分佈。

2、桶狀裂紋和箔狀裂紋是造成不當層壓的原因。 如果裂紋出現在孔的膝部位置，需要進行微觀剖面分析來檢測。

3、在粘合劑效應的介面上，層壓空隙會影響熱傳導、粘合强度和應力解耦。

4、由於空隙阻礙了從電路板到散熱器的熱流，它導致了溫度波動和粘合强度降低。

如何减少電路板層壓空隙？

1、通過使用較大的固結力來新增平均樹脂壓力，或限制樹脂的流動以减少壓力梯度。

2、新增樹脂從層壓板的流出量，以促進移動空隙的消除。 降低固化壓力會創造一個有利於形成空隙的環境。 在固化壓力低的情况下，你可以限制樹脂的流動，新增層壓板中的平均樹脂壓力。 你可以促進樹脂的流出，這樣空隙就可以和樹脂一起從層壓板中去除。

3、限制層壓板的樹脂流動會使平均特徵空隙直徑從200μm减少到166μm，而空隙含量從5.5%新增到7.3%。

4、空隙含量隨著空氣逃逸路徑長度的新增而新增。 由於空隙是在層壓過程中夾帶的空氣袋，在低層壓下儘量減少空隙形成的最好方法是在真空中堆疊/壓制層壓板。

5、空隙率隨著板材層壓尺寸的新增而新增。 這是因為空氣逃逸路徑的長度更長。

PCB開裂和PCB缺膠

在層壓過程中，樹脂會流出以填補相鄰層的空隙。 當這種流動發生時，如果預浸料中沒有足够數量的樹脂，玻璃纖維將與銅層接觸。 這被稱為缺膠症。

由於玻璃的介電擊穿閾值比樹脂低，介電體可能會破裂。 另外，如果沒有足够的樹脂來填補相鄰銅層的空隙，就會出現充滿空氣的氣泡。

此外，當鑽頭穿過這些氣泡時，化學物質會被困在其中，並可能導致電鍍通孔的退化。 如果沒有足够的樹脂來承受鑽孔過程中的應力，那麼玻璃纖維就會開始出現微裂紋，導致陰極陽極絲化（CAF）。 它也被稱為裂紋。

導電陽極燈絲的形成

大部分實際的CAF增長是由於加速的濕度和溫度測試條件造成的。 它可以很容易地追溯到缺乏覆蓋玻璃的樹脂。

當沒有足够的樹脂來覆蓋蝕刻的銅、粗糙度和玻璃時，就會發生玻璃停止。 它為潮濕環境中的濕氣侵入鋪平了一條預先存在的道路，在應用電壓偏壓下導致CAF生長和失敗。

消除介面處的空隙將提高層壓複合材料結構的質量。 空隙率的减少會導致粘合劑剪切强度的新增和層壓板熱阻的减少。 這些關鍵名額有助於提高部件的可靠性和更大的電子效能。

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