SMT后PCBA爆板分層，元兇竟是這個(gè)看不見的“殺手”？

發(fā)布時(shí)間： 2026-04-07 00:00

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最近，某電子廠遇到了一件煩心事：

一批PCBA在客戶現(xiàn)場(chǎng)完成SMT貼片、分板后，竟出現(xiàn)了嚴(yán)重的爆板分層現(xiàn)象。

從外觀上看，板子上下表面完好無損，側(cè)面卻裂開了口子，分層位置恰好集中在兩導(dǎo)線焊點(diǎn)附近。

這意味著什么？——產(chǎn)品報(bào)廢、交期延誤、成本飆升。

工程師第一時(shí)間排查了回流焊爐溫、錫膏、貼片工藝，均未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

問題究竟出在哪里？是PCB板材耐熱性不足？存儲(chǔ)受潮？還是制程中引入了污染？帶著這些疑問，這批失效PCBA被送進(jìn)了"工業(yè)醫(yī)院"，開始了一次系統(tǒng)全面的失效分析。

1.外觀檢查：表面完好，側(cè)面異常

體視顯微鏡觀察顯示。

PCBA上下表面光滑平整，無燒焦、起泡等可見缺陷；但側(cè)面呈現(xiàn)嚴(yán)重分層，且分層位置集中于導(dǎo)線焊點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域，其他區(qū)域完好。

失效PCBA外觀照片

初步判斷：失效具有顯著局部性特征，可能與焊點(diǎn)位置的熱量集中相關(guān)。

2.剝離分析：排除污染因素

對(duì)分層區(qū)域進(jìn)行小心剝離后，采用掃描電鏡-能譜聯(lián)用（SEM-EDS）分析分離界面。

失效PCBA剝離后SEM圖片及EDS能譜圖

檢測(cè)結(jié)果僅發(fā)現(xiàn)C、O、Al、Si及微量Ca、Mg元素，均為PCB基材（樹脂、玻纖）的正常組成成分，未檢出任何異常外來元素。

結(jié)論：污染因素排除。

3.吸水率測(cè)試：驗(yàn)證板材本身性能

針對(duì)"板材吸水性超標(biāo)"的推測(cè)，實(shí)驗(yàn)室依據(jù)IPC-TM-650標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)PCB光板及覆銅板進(jìn)行24小時(shí)吸水率測(cè)試：

樣品類型	實(shí)測(cè)吸水率	規(guī)格要求	判定
PCB光板	0.24%	≤0.50%	合格
覆銅板	0.21%	≤0.50%	合格

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)上限，板材吸水性能符合規(guī)格，該因素排除。

4.爐溫曲線分析：回流焊參數(shù)正常

調(diào)取客戶產(chǎn)線爐溫曲線（Profile）復(fù)核：預(yù)熱階段（150-180℃）最大持續(xù)時(shí)間94.5秒，回流階段（>220℃）最大持續(xù)時(shí)間55秒，峰值溫度248.5℃。對(duì)照IPC/JEDEC J-STD-020E標(biāo)準(zhǔn)，爐溫設(shè)置處于正常范圍，無熱輸入過量特征。

結(jié)論：工藝參數(shù)因素排除。

5.關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)：熱應(yīng)力測(cè)試鎖定根因

外觀、污染、板材性能、爐溫等常規(guī)因素均已排除，爆板根因仍未明確。實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)熱應(yīng)力對(duì)照實(shí)驗(yàn)（288℃漂錫，連續(xù)3次×10秒），模擬回流焊熱沖擊，樣品分三組預(yù)處理：

組別	預(yù)處理方式	漂錫后結(jié)果
第一組	125℃烘烤5h（徹底干燥）	無分層
第二組	105℃烘烤1h → 浸水24h（模擬吸潮）	分層，位置與失效樣品一致
第三組	拆封后常溫放置24h（模擬現(xiàn)場(chǎng)存放）	分層

干燥樣品（第一組）：通過三次漂錫測(cè)試，完好無損
吸潮樣品（第二組）及現(xiàn)場(chǎng)存放樣品（第三組）：均出現(xiàn)爆板分層，分層位置位于表層PP樹脂內(nèi)，與失效樣品高度吻合

PCB在SMT制程前已吸潮，回流焊熱沖擊下產(chǎn)生蒸汽壓導(dǎo)致爆板分層。

根本原因：

板材本身的吸水率符合規(guī)格要求，說明材料選型沒問題。
爐溫曲線正常，說明工藝設(shè)置沒問題。
剝離界面無污染，說明制程環(huán)境沒問題。
但一旦PCB光板吸收了空氣中的濕氣（哪怕只是常溫放置24小時(shí)），再經(jīng)過回流焊高溫，水汽急劇汽化膨脹，就會(huì)在PP樹脂層內(nèi)部撕裂材料，形成爆板分層。

改進(jìn)建議：

回流焊接前，務(wù)必對(duì)PCB光板進(jìn)行烘烤處理。尤其是拆封后未及時(shí)使用、或存放環(huán)境濕度較大的板子，烘烤可以有效去除內(nèi)部吸附的水分，避免爆板風(fēng)險(xiǎn)。