Delaminacja PCB
Delaminacja po procesie montażu to kosztowne doświadczenie – takie płytki najczęściej nadają się jedynie do zezłomowania.
Measling
Measling to zjawisko bardzo podobne do delaminacji w swych zewnętrznych objawach i oznacza występowanie białych plamek na bazowym materiale PCB. Zjawisko to występuje zwykle, gdy żywica nie jest prawidłowo nałożona na płytę podczas procesu laminowania. Wada ta jest stosunkowo rzadka i pojawia się podczas nieprawidłowo przeprowadzonego cyklu produkcyjnego PCB.
Niewielkie ślady measlingu na PCB mogą być tolerowane, jednak ich nadmierne występowanie może pogorszyć parametry elektryczne i ogólną wydajność płytki. Za zjawisko to odpowiedzialna jest kombinacja występowania wilgoci i innych zanieczyszczeń.
U góry zdjęcie ilustrujące rozwarstwienie, u dołu zjawisko measling
© Technolab
Ze zjawiskiem delaminacji związane są dwa ważne pytania. Po pierwsze, czy istnieje sposób na ustalenie, czy rozwarstwienie jest spowodowane wilgocią, czy też innymi przyczynami? Drugie pytanie to czy i jak można naprawić takie płytki?
Mark Finstad, starszy inżynier aplikacyjny z Flexible Circuit Technologies wskazuje, iż najłatwiejszym sposobem ustalenia, czy przyczyną rozwarstwienia jest wilgoć, jest wygrzewanie niezmontowanych PCB bezpośrednio przed montażem i procesem reflow. Mark poleca wygrzewanie przez 2-4 godziny w temperaturze 250°F (ok. 116°C) a następnie natychmiastowy montaż, aby być całkowicie pewnym, iż płytki nie wchłoną ponownie wilgoci. ‘Jeśli problem zniknie, masz swojego winowajcę’ mówi Mark. W jego opinii, uszkodzone w ten sposób płytki są właściwie nienaprawialne. Jako jedyną metodę ewentualną metodę wskazuje ponownie sprasowanie, jednak ze względu na obecność komponentów po montażu, wątpi aby było to wykonalne.
Na pewne możliwości naprawy takiej płytki wskazuje Andy Price, inżynier sprzedaży z Circuit Technology Center, firmy zajmującej się reworkiem. Również on podkreśla, iż najczęstszą przyczyną jest uwięzienie wilgoci wewnątrz płytki drukowanej. Poradnik naprawy IPC 7711/7721 zawiera dwie procedury naprawy rozwarstwienia: procedura 3.1 ‘Rozwarstwianie / naprawa pęcherzy metodą wtrysku’ jest trudna do wykonania i możliwa tylko wówczas, gdy istnieje czyste oddzielenie warstw płytki, które wówczas można całkowicie wypełnić żywicą epoksydową. Jeśli nie występuje czysta separacja warstw, często łatwiej jest wykonać otwór w powierzchni PCB i tą drogą wprowadzić żywicę (procedura 3.5.1).
Szeroko na ten temat wypowiada się Leo Lambert, wiceprezes i dyrektor techniczny EPTAC Corporation. ‘Rozwarstwianie było problemem od początku istnienia płytek drukowanych, jednak stało się zjawiskiem powszechnym wraz z wprowadzeniem płytek wielowarstwowych. Najczęstszą przyczyną jest wilgoć uwięziona w PCB, a wygrzewanie płytek przed procesem lutowania zmniejszy, albo nawet wyeliminuje całkowicie rozwarstwienie spowodowane wilgocią. Cykl wygrzewania powinien trwać przez noc w temperaturze 225°C, po którym PCB powinny ostygnąć do temperatury pokojowej przez procesem lutowania’. Zwraca naszą uwagę bardzo duża rozpiętość profilu wygrzewania: w poprzedniej wypowiedzi eksperta było to 2-4 godziny w temperaturze 115°C.
‘Należy też zwrócić uwagę na stan warstw wykończenia wewnątrz otworów, oceniając jego grubość i integralność. Wielokrotnie, jeśli otwory nie są wykończone równomiernie, rozwarstwienie występuje wokół platerowanych otworów przelotowych’ kontynuuje Leo Lambert. ‘Należy też sprawdzić, czy na wewnętrznych warstwach płyt wielowarstwowych nie ma śladów utlenienia. Jeśli płytka nie została prawidłowo wykonana podczas procesu jej produkcji, rozwarstwienie będzie powszechne’.
Leo Lambert odnosi się też do pytania czy można naprawić rozwarstwienie? Według niego, wszystko zależy od stopnia rozwarstwienia i technologii wykonania płyty - czyli od tego, z ilu warstw składa się konstrukcja i w jakiej warstwie znajduje się rozwarstwienie. Abstrahując od możliwości naprawy, poleca skupienie się na przyczynach i zapobieganiu: poleca montaż próbny i w razie wystąpienia rozwarstwienia, regularne wygrzewanie. Dodatkowo zwraca uwagę, iż PCB w dłuższym okresie czasu powinny być przechowywane w atmosferze suchej.