PCB-Ablösung: Ursachen, Vorbeugung und Lösungen

Einführung

Die gedruckte Schaltung (PCB) ist das Herzstück jedes elektronischen Geräts und versorgt stillschweigend unsere Telefone, Fahrzeuge, medizinische Geräte und Satelliten mit Energie. Während Chinas Produktion, Fertigungsprozesse, Fähigkeiten und Technologien für Leiterplatten kontinuierlich verbessert werden, sind selbst hochwertigste Platinen nicht immun gegen einen der hartnäckigsten und kostspieligsten Fehler in der Elektronik: die Ablösung von Leiterplatten. Wenn sich die Schichten der Platine zu trennen beginnen, folgen häufig elektrische Ausfälle und Produktrückrufe unmittelbar danach.

Verständnis von PCB-Entladung und wie man sie verhindern kann. Zunächst ist es notwendig zu verstehen, dass die Ursachen für Delamination grob in vier Kategorien unterteilt werden können: Materialprobleme, Herstellungsprozessprobleme, äußere Umwelteinflüsse und unangemessene chemische Behandlungen usw. Wenn wir dies aus einer detaillierten Perspektive des Herstellungsprozesses betrachten, aber wie Feuchtigkeit, thermische Verarbeitung, Montage und Lagerbedingungen miteinander interagieren. Defekte wie Delamination, Measling und Crazing beeinträchtigen die Oberflächenschicht einer Leiterplatte und die innere Struktur, was die Zuverlässigkeit und manchmal auch die Sicherheit beeinträchtigt.

Was ist PCB-Delamination?

Die Delamination von Leiterplatten (Printed Circuit Board) bezeichnet das Phänomen der Ablösung oder Trennung zwischen verschiedenen Schichten der Leiterplatte während des Produktionsprozesses. Eine Delamination tritt auf, wenn sich Schichten der Platine – bestehend aus Kombinationen von Kupfer, Harz und Substrat – aufgrund verschiedener mechanischer, thermischer oder chemischer Einflüsse voneinander lösen. Die Delamination kann sich als Blasen oder Spalten, Verfärbungen und Blasenbildung, Bläschen oder sogar als Verziehen der Oberflächenschicht der Leiterplatte zeigen. Wenn eine Schichtung auftritt und nicht behoben wird, kann dies zu einer erhöhten Feuchtigkeitsaufnahme innerhalb der Leiterplatte führen und weitere Schäden beschleunigen, was letztlich zum Ausfall der Funktionalität der Leiterplatte führt.

Anhand einiger gebräuchlicher Materialien werden Plattenmaterialien wie FR-4 oder Polyimid als Leiterplatten-Basiswerkstoffe verwendet. Diese Laminate, Klebstoffe und Kupferfolien sind hoch entwickelt, bleiben aber anfällig. Bei übermäßiger Feuchtigkeit oder thermischen Zyklen können selbst hochwertige Laminatmaterialien zur Trennung führen, wenn sie nicht ordnungsgemäß hergestellt und behandelt werden.

Warum Delamination ein kritisches Problem ist

Warum wird Delamination in der Welt der Leiterplatten so intensiv beachtet? Ganz einfach: Tritt Delamination auf, kann die gesamte Leiterplatte ausfallen. Die Leiterplatte dient als grundlegende Komponente für die Signal- und Schaltungsübertragung in der gesamten Steuerplatine.

Warum Delamination so gefährlich ist:

• Elektrische Ausfälle: Der direkteste Effekt ist die Unterbrechung von Leiterbahnen; Strom oder Daten gehen verloren, was zu zufälligen Fehlfunktionen führt.
• Thermische Hotspots: Da die durch Delamination verursachten Luftspalte eine geringe Wärmeübertragung aufweisen, entstehen lokale „heiße Stellen“, die letztendlich ein weiteres Versagen beschleunigen.
• Strukturelle Schwäche: Aus struktureller Sicht verlieren die Basis-PCB-Materialien bei Delamination an mechanischer Festigkeit und neigen zum Brechen, insbesondere während der Montage oder Nacharbeitung.
• Langfristige Schäden: Feuchtigkeit im PCB-Substrat greift von innen weiter an, was zu Korrosion, Mehltau und weiterer Blasenbildung führt. Dies ist ein durch die äußere Umgebung verursachter Faktor.
• Versteckte Risiken: Auch wenn Delamination ein Gerät zunächst möglicherweise nicht stoppt, verkürzt es die Lebensdauer der Leiterplatte – wodurch Produkte lange vor ihrem vorgesehenen Lebensende ausfallen, und die Leiterplatte ihre grundlegendste Leistung verloren hat.

Ursachen der PCB-Delamination: Die Hauptfaktoren

Wenn Sie das Problem der Schichtung lösen möchten, beginnen Sie bei den Ursachen.

Das Verständnis der Ursachen von PCB-Delamination und warum Delamination auftritt, ist der erste Schritt zur Vorbeugung.

1. Feuchtigkeitsaufnahme und Luftfeuchtigkeit

Leiterplatten-Basiswerkstoffe sind hygroskopisch – Das Phänomen der Feuchtigkeitsaufnahme hängt gewöhnlich eng mit Faktoren wie der chemischen Struktur und Porosität der verwendeten Materialien sowie der Umgebungsfeuchtigkeit zusammen. Gängige Leiterplatten-Substrate, wie FR-4 (Epoxidharz-Glasgewebe-Verbundmaterial), weisen bestimmte Poren auf und können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Das bedeutet, dass sie Feuchtigkeit aus der Umgebung absorbieren, insbesondere wenn die Platine ungeschützt bei hoher Luftfeuchtigkeit gelagert wird. Überschüssige Feuchtigkeit in der Leiterplatte kann in der Basis des PCBs eingeschlossen sein und während der Herstellung, Lagerung oder beim Transport Feuchtigkeit ausgesetzt sein. Spätere Belastung mit hohen Temperaturen während der Lötprozesse verwandelt diese Feuchtigkeit dann in Dampf.

• Wenn in der Leiterplatte eingeschlossene Feuchtigkeit über den Siedepunkt des Wassers erhitzt wird, entsteht ein starker innerer Druck. Wenn das Material diesen Druck nicht abführen oder absorbieren kann, beginnen sich die Schichten zu trennen, was zu einem Rückgang der elektrischen Leistungsfähigkeit, ungleichmäßiger thermischer Ausdehnung, verminderter mechanischer Festigkeit und sogar Problemen wie elektrischen Kurzschlüssen führt, bis schließlich eine Delamination auftritt.
• Die Lagerbedingungen von Laminatmaterialien sind entscheidend. Wenn die Luftfeuchtigkeit steigt, beschleunigt sich auch die Adsorption von Feuchtigkeit. Wenn die Oberfläche des Substrats Feuchtigkeit aufnimmt, erhöht sich die Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsaufnahme mit steigender Luftfeuchtigkeit. Daher ist das Versäumen, Leiterplatten vor der Montage vakuumdicht zu verpacken oder auszubacken, eine Hauptursache.
• Feuchtigkeit im PCB-Substrat kann auch Mehlige Fleckenbildung (siehe unten) verursachen.

2. Thermische Beanspruchung & thermische Verarbeitung

Wenn die Leiterplatte in die SMT-Bestückungs- und Verarbeitungsphase eintritt, unterliegt jede Platine wiederholten thermischen Belastungen während der Montage. Bei der thermischen Bearbeitung (Reflow-Löten, Wellenlöten, Reparatur) wird die Platine über 200 °C erhitzt. Nach Einwirkung hoher Temperaturen kann es zur Ablösung der Laminatschichten kommen, wenn das Material alt ist, über den falschen Harztyp verfügt oder nicht ausgebacken wurde.

• Ein schlechtes thermisches Profil oder das Überschreiten der spezifizierten Tg (Glasübergangstemperatur, z. B. bei Verwendung von FR-4-Material mit dem falschen Tg-Typ) sind häufige Auslöser. Daher sollten bei der Materialauswahl auch die Anforderungen des Endanwendungsbereichs bewertet und eine geeignete Tg-Klasse gewählt werden.
• Durch Temperaturwechsel beanspruchen die Ausdehnung und Kontraktion der Schichten die Verbindungen und lockern sie, insbesondere bei HDI-Leiterplatten oder solchen mit dicken Kupferleitern.

3. Herstellungs- und Materialprobleme

• Schlechte Herstellungsverfahren : Jegliche Partikel, Öle oder unsachgemäße Laminierung während des Pressens der Platine können stets zu einer Delamination führen. In heutigen vollautomatisierten Produktionslinien wurde dieser Faktor erheblich reduziert.
• Falsche Art von Tg : FR-4 oder Polyimid müssen mit der tatsächlichen thermischen Belastung Ihrer Baugruppe kompatibel sein.
• Alte, nicht den Spezifikationen entsprechende Platinenmaterialien oder abgelaufenes Harz können zu Delamination führen . Es wird empfohlen, Materialien bekannter internationaler Markenhersteller zu verwenden.
• Material mit falscher Art von Tg : Wenn die Reflow-Temperatur dauerhaft höher ist als die zulässige Temperatur der Substratplatte, ist die Bildung von Delaminationsbläschen nur noch eine Frage der Zeit. Wie oben erwähnt, kann die Wahl eines geeigneten Substrats mit passendem Tg die Wahrscheinlichkeit dieses Problems verringern.

4. Mechanische und chemische Auslöser

• Verbiegen der Platine, unsachgemäße Handhabung oder Erschütterungen können Delamination verursachen, insbesondere wenn die Bindungen bereits durch Feuchtigkeit oder Hitze geschwächt wurden.
• Reinigungsmittel, Flussmittel und Lötstopplack-Rückstände können die Grenzfläche zwischen Deckschicht und Basis beschädigen, wenn sie nicht ordnungsgemäß gereinigt werden, wodurch Delamination begünstigt wird.

Mechanische und chemische Auslöser treten häufig in späteren Reprocessing- und Montageprozessen auf und werden durch externe Faktoren verursacht.

Zusammenfassungstabelle: Ursachen von PCB-Delamination

Measling und PCB-Crazing: Verwandte Formen der Delamination

Delamination, Measling und Crazing werden oft verwechselt, stellen jedoch im Bereich der Leiterplatten jeweils eigenständige Fehler dar – mit unterschiedlichen Risiken und Ursachen. Diese Qualitätsmängel beeinträchtigen nicht nur das Aussehen der Leiterplatte, sondern können auch deren elektrische Leistung und Zuverlässigkeit erheblich beeinträchtigen.

Measling und Leiterplattenfehler

Measling bezeichnet die Bildung sehr kleiner, delaminierter weißer Stellen, typischerweise an den Kreuzungspunkten der Glasfasern im Basismaterial der Leiterplatte. Diese erscheinen als feine weiße Punkte unter der Lackschicht oder dem Laminat und werden manchmal fälschlicherweise als Anfangsstadium einer Delamination angesehen. Measling und Delamination bei Leiterplatten hängen miteinander zusammen, da beide auf einem Versagen der Laminatmaterialien beruhen, das oft durch übermäßige Feuchtigkeit in der Leiterplatte oder schlechte Herstellungsprozesse ausgelöst wird.

• Measling wird normalerweise durch Oxidation oder Korrosion der Metallschicht auf der Leiterplattenoberfläche (wie beispielsweise der Kupferschicht) verursacht, oder durch Feuchtigkeit, oder kann auf eine ungeeignete Beschichtung oder Oberflächenbehandlung zurückzuführen sein, insbesondere wenn Leiterplatten schnellen Temperaturänderungen oder thermischen Schocks während des Lötens ausgesetzt sind.
• Wenn Feuchtigkeit in den Grundmaterialien der Leiterplatte eingeschlossen ist oder wenn die Materialien nicht ordnungsgemäß ausgehärtet wurden, entstehen kleine weiße Flecken. Im Laufe der Zeit können sich diese Flecken vergrößern und zu stärkeren Delaminationen führen, wenn sie nicht behoben werden.

Crazing

Crazing zeichnet sich durch ein netzartiges Muster von Mikrorissen aus, die sich durch das Basismaterial des Leiterplattenlaminate ziehen. Es wird häufig durch Materialermüdung, unzureichende Kontrolle von Text und Grafiken während des Lötprozesses sowie unsachgemäße mechanische Bearbeitung wie schlechtes Bohren oder Schneiden verursacht. Im Gegensatz zum Measling, das lokal begrenzt auftritt, erstreckt sich Crazing oft über größere Bereiche und erzeugt ein netzartiges oder maschenförmiges Aussehen unter der Lackschicht. Obwohl Crazing nicht zwangsläufig zu einer Delamination führt, ist es ein sichtbares Anzeichen für Belastung und kann die strukturelle Integrität der Leiterplatte schwächen.

Wenn verwandte Formen der Delamination eine Rolle spielen

• Measling und Crazing können zu Delamination führen, wenn die Leiterplatte durch thermische oder mechanische Zyklen weiter belastet wird oder wenn eingeschlossene Feuchtigkeit während der Montage oder Nutzung des Produkts expandiert.
• Leiterplatten mit sehr kleinen, weißlichen, delaminierten Stellen sollten zur weiteren Inspektion und Prüfung gesondert gestellt werden. Führen Sie regelmäßig Problembewertungen der Materialien oder grundlegende Tests vor der Verwendung durch.
• Durch die Anwendung wissenschaftlicher Design-, Herstellungs- und Testverfahren kann die Häufigkeit dieser Probleme erheblich reduziert und die Zuverlässigkeit sowie langfristige Stabilität von Leiterplatten verbessert werden.

Schneller Vergleich: Measling vs. Crazing vs. Delamination

Auswirkungen und Folgen von PCB-Ablösungen

Leiterplatten sind hochpräzise elektronische Materialien. Die Folgen von Delamination und ihren verwandten Erscheinungsformen bei Leiterplatten sind weitreichend und betreffen die elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften eines Geräts. Die unmittelbarste Konsequenz ist der Rückgang der mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Materials und im Extremfall ein Funktionsausfall.

Elektrische Leistungsprobleme

Kurzschlüsse und Unterbrechungen sind die häufigsten und typischen diagnostischen Anzeichen, die das Delaminationsphänomen am besten widerspiegeln.

• Leiterunterbrechung: Wo Leiterbahnen oder Leiterzüge sich vom Basismaterial lösen , schließen sich die Stromkreise, was zu Gerätefehlfunktionen oder intermittierenden Fehlern führt.
• Kurzschlüsse und CAF: Delamination kann neue Wege für die leitfähige anodische Filamentbildung (CAF) eröffnen, wodurch Lötstellen oder Kupferbahnen überbrückt werden.

Thermische und strukturelle Auswirkungen

Häufig verstärkt sich die Delamination während des Schweißprozesses bei Hitzeeinwirkung. Oder Risse und Verformungen werden durch äußere Kräfte verursacht.

• Thermische Isolation: Blasen und Spalten reduzieren den Wärmefluss, was zu Überhitzung und schneller lokalisierter Alterung von Bauteilen in der Nähe delaminierter Zonen führt.
• Mechanische Schwäche: Die Platine verliert ihre Flexibilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoßbelastungen, was zu Rissen und weiterer großflächiger Delamination führt.

Feuchtigkeit und Korrosion

Der Einfluss von Substraten wie FR-4 und CM-1, die in einer feuchten Umgebung Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen.

• Eingeschlossene Feuchtigkeit in der Leiterplatte verursacht nicht nur eine Ausdehnung beim Erhitzen, sondern kann auch die Korrosion beschleunigen, insbesondere an freiliegenden Kupfer-Vias oder Leiterbahnen in delaminierten Bereichen.
• Wiederholte Feuchtigkeitsbelastung und schlechte Lagerbedingungen der Laminatmaterialien führen zu einer fortgesetzten Degradation, was daher letztendlich zu weiteren Schäden führt.

Auswirkungen auf Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Produkts

Für einen Großhersteller von Leiterplatten haben zwar die Optimierung der äußeren Umgebungsbedingungen und die Einhaltung von Betriebsvorschriften das Problem der Delamination vermieden, dennoch hätte ihr Auftreten erhebliche Auswirkungen auf die Lebensdauer der Leiterplatte selbst sowie auf die Zuverlässigkeit der Endprodukte.

• Delamination und ihre Erscheinungsformen (Measling, Crazing) verkürzen die effektive Lebensdauer der Leiterplatte, sodass sogar Geräte, die anfängliche Funktionstests bestehen, Monate oder Jahre später ausfallen können; dies verkürzt die Nutzungsdauer des Produkts erheblich.
• Diese verborgenen Fehler können kostspielige Rückrufaktionen und Schäden am Markenimage verursachen, da Geräte unerwartet im Feld ausfallen.

Wie man erkennt, ob eine Leiterplatte beschädigt ist (Symptome und Arten der Delaminierung)

Der beste Weg, Probleme zu lösen, besteht darin, ihnen vorzubeugen. Die Kenntnis der Symptome einer Delaminierung von Leiterplatten ist entscheidend für die frühzeitige Erkennung und Minderung von Schäden. Wir können das Problem anhand der folgenden Hinweise identifizieren.

Visuelle Hinweise

• Verfärbte Stellen unter der Lötmaske deuten oft auf Feuchtigkeitsansammlung oder eine beginnende Delaminierung hin.
• Blasen oder Blister entlang der Oberflächenschicht oder an internen Schichtverbindungsstellen sind direkte Indikatoren.
• Delaminierungsblase: Ein geschwollener oder schwammiger Bereich, der sich von der Oberfläche der Leiterplatte erhebt.
• Kleine delaminierte weiße Stellen: Hinweis auf Measling, besonders nach thermischen Zyklen.

Elektrische und funktionale Hinweise

• Plötzliche oder intermittierende Ausfälle, insbesondere nachdem die Platine hohen Temperaturzyklen ausgesetzt war.
• Schaltungen fallen nach Reflow- oder Wellenlötverfahren aus, da unerwartet Lötbrücken entstehen.
• Ungewöhnliche Widerstandsmesswerte oder Unterbrechung der elektrischen Leitfähigkeit entlang der Kupferspuren.

Mechanische Hinweise

• Platinen weisen ungewöhnliche Verwarpungen, Biegungen oder ein „spongiöses“ Gefühl auf, wenn sie in der Nähe delaminierter Bereiche gehandhabt werden.

Warum und wie Delamination während des Lötens und der thermischen Bearbeitung auftritt

Jede Leiterplatte muss einen Hochtemperatur-Montageprozess durchlaufen, aber Delamination tritt besonders häufig während hochtemperaturbelasteter Montageschritte auf, wobei mehrere Ursachen für eine Delamination von Leiterplatten die Verbindung zwischen Konstruktion, Material und Prozess herstellen. Daher lässt sich zusammenfassen, welche Schritte in der Fertigung und Konstruktion dieser Leiterplatte optimiert werden müssen.

Löten und Reflow als Auslöser

• Thermische Prozesse wie Reflow- und Wellenlötverfahren setzen Leiterplatten Temperaturen über dem Siedepunkt von Wasser (100 °C) und manchmal über 250 °C aus. Dieser Temperaturbereich stellt einen anspruchsvollen Mindestwert für die Wärmebeständigkeit der Leiterplatte dar.
• In der Leiterplattenbasis eingeschlossene Feuchtigkeit verdampft und erzeugt internen Druck; diese Situation tritt auf, wenn Restfeuchtigkeit in der inneren Schicht der Leiterplatte vorhanden ist.
• Wenn der Druck die Haftfestigkeit des Klebstoffs überschreitet, kommt es zur Ablösung der Schichten – insbesondere an schwächsten Stellen wie Via-Eintritten oder an den Rändern von Kupferpads.

Häufige Auslöser für Delamination während der Baugruppenbestückung:

• Unzureichendes oder falsches Tg in Laminatmaterialien (z. B. Verwendung von FR-4-Material mit einem ungeeigneten Tg-Typ für bleifreies Löten). Bei den Anforderungen an die Leiterplattenfertigung ist die Auswahl der geeigneten Spezifikation und des richtigen Modells des Basismaterials besonders wichtig.
• Platinen nicht vorgebacken oder vakuumversiegelt, vor dem Löten Feuchtigkeit ausgesetzt. In aktuellen Fertigungsprozessen stellt dieser Faktor kaum einen Anreiz dar. Bei geöffneten Verpackungsmaterialien sollten diese jedoch so schnell wie möglich verbraucht werden, um Materialverluste zu vermeiden.
• Pcb-Grundmaterialien von schlechter Qualität, die Feuchtigkeit aufgenommen haben oder degradiert sind.

Warum es zu großflächigen Delaminationen kommen kann

• Wenn die Delamination an einer Lötstelle beginnt, kann sie sich nach außen ausbreiten und zu großflächigen Delaminationen führen, die mehrere Schichten des Grundmaterials betreffen.

Arten von Prüfungen zur Messung von PCB-Delamination

Im PCB-Bereich werden strenge Prüfmethoden zur Messung von Delamination eingesetzt, um eine proaktive Erkennung und Sicherstellung der Qualität zu ermöglichen.

Wichtige Prüfmethoden

Methoden zur Verhinderung von Delamination und Lösungen

Der Schutz vor Delamination ist vielschichtig und beruht auf Design, Lagerung, Verarbeitung und sogar Lieferantenbeziehungen.

Design und Materialauswahl

• Nachdem die endgültige Leistung und Anwendung des Materials verstanden wurde, wählen Sie FR-4-Material oder alternative Leiterplattenmaterialien mit geeignetem Tg und Feuchtigkeitsbeständigkeit aus.
• Wenn das Produkt in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit eingesetzt wird, verwenden Sie während der PCBA-Bestückung verstärkte Harze oder tragen Sie schützende Konformalbeschichtungen auf.

Fertigungs- und Prozesskontrollen

• Halten Sie eine strenge Feuchtigkeitskontrolle in Lagern und Fertigungsbereichen aufrecht und befolgen Sie strikt die Betriebsvorschriften.
• Heizen Sie alle Leiterplatten vor dem Löten zur Entfernung von Feuchtigkeit ein, insbesondere vor Hochtemperatur- oder Mehrlötprozessen.
• Prüfen Sie Lieferanten hinsichtlich Rückverfolgbarkeit der Rohstoffe und fordern Sie Material mit der korrekten Tg-Art an.

Best Practices für die Montage

• Verwenden Sie korrekte Profile, sodass die Oberfläche einer Leiterplatte und Kupfer niemals die Herstellervorgaben überschreiten.
• Lassen Sie zwischen thermischen Zyklen Abkühlzeiten zu, um Ermüdung durch Ausdehnung/Schrumpfung zu minimieren.

Sichere Handhabung

• Schulen Sie das Personal über schonendes Handling und das Tragen von Handschuhen, um Mikrorisse zu vermeiden.
• Prüfen Sie regelmäßig auf Maserungen, Blasenbildung und kleinere Ablösungen. Sobald Sie abnormale Materialien feststellen, sortieren Sie diese unverzüglich in den Bereich für unbrauchbare Materialien ein und ordnen Sie die Einlagerung an.

Umweltkontrolle

• Klimatisierte Lagerräume für die Lagerbedingungen von Laminatmaterialien verwenden.
• Überwachung mithilfe von Feuchtigkeits- und Temperatursensoren, um Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden.

Reparaturschritte bei PCB-Delamination

Wenn eine Delamination aufgetreten ist, kann die Funktion einiger Materialien durch professionelle Reparatur wiederhergestellt werden:

• Diagnose mittels Sichtprüfung oder SAM durchführen.
• Weiteres Handling stoppen (um die Ausbreitung von Blasen oder Spalten zu verhindern).
• Den Bereich vorsichtig reinigen – aggressive Reinigungsmittel, die Klebstoffe lösen, vermeiden.
• Bei Bedarf ein kleines Entlastungsloch bohren, um Epoxidharz in den delaminierten Bereich einzuspritzen.
• Hochwertiges Epoxidharz injizieren und Druck anwenden.
• Unter kontrollierter Temperatur aushärten, um die Adhäsion wiederherzustellen.
• Erneut auf elektrische Durchgängigkeit und mechanische Belastbarkeit testen.

Häufig gestellte Fragen

F: Was ist der Hauptgrund für Delamination bei modernen mehrschichtigen Leiterplatten?

A: Die Hauptfaktoren, die heute zu Delamination führen können, sind unkontrollierte Luftfeuchtigkeit im PCB-Substrat und bei der Lagerung, die Verwendung von Laminatmaterialien mit einem falschen oder zu niedrigen Tg-Wert für den Fertigungsprozess sowie schlechte Herstellungs- oder Laminierpraktiken.

F: Wie kann ich Delamination verhindern, wenn Leiterplatten mehreren Löt- oder Nacharbeitszyklen unterzogen werden müssen?

A: Verwenden Sie ein Material mit hohem Tg-Wert, überwachen Sie die Luftfeuchtigkeit genau, lagern Sie die Platinen vakuumversiegelt zwischen den Prozessen und tempern Sie sie vor erneuter Exposition gegenüber hohen Temperaturen.

F: Zeigt jeder verfärbte Bereich oder jede Blase eine kritische Delamination an?

A: Nicht jede optische Anomalie erfordert die Ausschussentsorgung. Kleine, delaminierte weiße Stellen (Measling) führen nicht immer zu Delamination, sollten aber stets auf Ausbreitung überwacht werden. Verfärbungen deuten oft auf eingeschlossene Feuchtigkeit hin – beheben Sie die zugrunde liegenden Ursachen, bevor Sie mit der Montage fortfahren.

F: Was ist der Unterschied zwischen Measling, Crazing und Delamination?

A: Measling bezeichnet die Bildung kleiner weißer Stellen, Crazing zeigt sich als Netz feiner Risse, und Delamination liegt vor, wenn eine tatsächliche physikalische Trennung oder Blasenbildung in der Leiterplatten-Laminatschicht oder zwischen Kupfer und Substrat auftritt.

F: Können ungeeignete Reinigungsmittel Delamination verursachen?

A: Ja – insbesondere aggressive Lösungsmittel können die Haftung auf der Oberflächenschicht der Leiterplatte oder zwischen den Schichten beeinträchtigen und letztlich zur Delamination führen.

F: Warum delaminieren bestimmte Bereiche der Platine stärker als andere?

A: Die Delamination beginnt oft an thermischen oder mechanischen Belastungsstellen – Kanten, Via-Clustern oder um Lötstellen herum – insbesondere dort, wo die Leiterdichte hoch ist oder die Schichten eine geringere Haftfestigkeit aufweisen.

F: Welche Arten von Prüfungen sollten Teil unserer eingehenden und ausgehenden Qualitätskontrolle für Leiterplatten sein?

A: Verwenden Sie Mikroschnittanalysen, TMA, IST, SAM und Lot-Schwimmtests, um sowohl potenzielle als auch bereits bestehende Delaminationen in allen kritischen Chargen zu messen. Dokumentieren und verfolgen Sie stets die Fehlerarten.

Zusammenfassung und Übersicht der besten Praktiken

PCB ist ein elektronisches Material, das mit hoher Präzision verarbeitet wird. Es stellt sehr hohe Anforderungen und Standards an Materialauswahl und -lagerung, Prozesskontrolle sowie Vakuumverpackung und Lagerung der Endprodukte. Delamination ist ein komplexer Fehlermechanismus, der durch Feuchtigkeit, ungeeignete Materialauswahl, schlechte Herstellungsverfahren und unsachgemäße thermische Behandlung entsteht. Tragische Ereignisse wie umfangreiche Delaminationen, plötzliche Ausfälle vor Ort und Rückrufaktionen gehen alle auf diese Hauptursachen der PCB-Delamination zurück. Nachdem das Problem identifiziert wurde, sollte eine geeignete Lösung gewählt werden, um Verluste so weit wie möglich zu minimieren.

Ihre Checkliste zur Vermeidung von Delamination:

• Verwenden Sie immer die richtigen Leiterplattenmaterialien, die über die entsprechende, zertifizierte Tg-Bewertung für Ihre spezifischen Prozesstemperaturen verfügen.

• Üben Sie strenge Kontrolle darüber aus, wie und wo Sie Laminatmaterialien lagern, und stellen Sie sicher, dass alle Leiterplatten —beim Eingang oder Ausgang—gemäß strikter Klimavorgaben behandelt werden.

• Richten Sie eine Feuchtigkeitsüberwachung ein, und überspringen Sie nicht den Vorwärmeschritt, besonders bei Leiterplatten, die möglicherweise Feuchtigkeit aufgenommen haben.

• Wählen Sie Lieferanten aus, die solide Zertifizierungen für ihre Prozesse und Materialien vorweisen können, und führen Sie regelmäßig Audits durch.

• Schulen Sie alle Personen, die Leiterplatten handhaben oder zusammenbauen, darüber, was Delamination ist und wie man sie verhindern kann —das bedeutet, ihnen beizubringen, ungewöhnliche optische oder funktionale Auffälligkeiten zu erkennen und zu melden.

• Führen Sie zuverlässige und gründliche Tests zur Überprüfung auf Delamination im Rahmen Ihrer normalen Prozesskontrollen und der abschließenden Qualitätsprüfung durch.