पीसीबी डिलैमिनेशन: कारण, रोकथाम और समाधान

परिचय

प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) हर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का केंद्र है, जो चुपचाप हमारे फोन, वाहनों, चिकित्सा उपकरणों और उपग्रहों को शक्ति प्रदान करता है। चीन में प्रिंटेड सर्किट बोर्ड के उत्पादन और विनिर्माण प्रक्रियाओं, क्षमताओं और तकनीकों के लगातार सुधार के साथ। हालाँकि, यहाँ तक कि उच्चतम गुणवत्ता वाले बोर्ड भी इलेक्ट्रॉनिक्स में सबसे ज्यादा बार होने वाली और महंगी विफलताओं में से एक से अछूते नहीं रहते: पीसीबी डिलैमिनेशन। जब बोर्ड की परतें अलग होने लगती हैं, तो अक्सर उसके बाद विद्युत विफलताएँ और उत्पाद वापसी की स्थिति उत्पन्न हो जाती है।

पीसीबी डिलैमिनेशन को समझना और इसे रोकने के तरीके। सबसे पहले, यह समझना आवश्यक है कि डिलैमिनेशन के कारणों को लगभग चार श्रेणियों में बांटा जा सकता है: सामग्री संबंधी मुद्दे, निर्माण प्रक्रिया की समस्याएं, बाहरी पर्यावरणीय प्रभाव, और अनुचित रासायनिक उपचार आदि। यदि हम निर्माण प्रक्रिया के विस्तृत पहलुओं से इसे देखें, लेकिन आर्द्रता, ताप प्रसंस्करण, असेंबली और भंडारण की स्थितियां कैसे एक-दूसरे से प्रभावित करती हैं। डिलैमिनेशन, मीजलिंग और क्रेज़िंग जैसे दोष पीसीबी की सतही परत और आंतरिक संरचना को कमजोर कर देते हैं, जिससे विश्वसनीयता और कभी-कभी सुरक्षा भी प्रभावित होती है।

पीसीबी डिलैमिनेशन क्या है?

पीसीबी (प्रिंटेड सर्किट बोर्ड) की परतों का अलगाव उत्पादन प्रक्रिया के दौरान सर्किट बोर्ड की विभिन्न परतों के बीच अलगाव या पृथक्करण की घटना को संदर्भित करता है। पीसीबी की परतों का अलगाव तब होता है जब बोर्ड की परतें—तांबा, राल और सब्सट्रेट के संयोजन—विभिन्न यांत्रिक, तापीय या रासायनिक कारकों के कारण अलग होने लगती हैं। परतों के अलगाव के परिणामस्वरूप पीसीबी की सतह पर बुलबुले या दरारें, रंग बदलना और फूलना, छाले या यहाँ तक कि मुड़ना भी दिखाई दे सकता है। जब परतीकरण होता है, और यदि इसे नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो पीसीबी के आंतरिक भाग में नमी का अवशोषण बढ़ सकता है, जिससे क्षति और तेजी से बढ़ती है, जिसके परिणामस्वरूप पीसीबी के कार्य की हानि होती है।

कुछ सामान्य रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के आधार पर, FR-4 सामग्री या पॉलिइमाइड जैसी बोर्ड सामग्रियों का उपयोग पीसीबी आधार सामग्री के रूप में किया जाता है। ये लेमिनेट, एडहेसिव और तांबे की पन्नी अत्यधिक इंजीनियरिंग वाली होती हैं लेकिन संवेदनशील भी होती हैं। अत्यधिक नमी के संपर्क में आने या तापीय चक्रों के अधीन होने पर, शीर्ष श्रेणी की लेमिनेट सामग्री भी अलग हो सकती है यदि उचित निर्माण और हैंडलिंग नहीं की गई हो।

पीसीबी परतों का अलगाव एक महत्वपूर्ण समस्या क्यों है

पीसीबी की दुनिया में परतों के अलगाव पर इतना ध्यान क्यों दिया जाता है? सरल शब्दों में कहें तो: यदि परतों का अलगाव होता है, तो पूरा पीसीबी विफल हो सकता है। पूरे नियंत्रण बोर्ड में सिग्नल और सर्किट संचरण के लिए पीसीबी मूलभूत घटक के रूप में कार्य करता है।

परतों का अलगाव इतना खतरनाक क्यों है:

• विद्युत विफलताएँ: सबसे सीधी समस्या यह है कि चालक पथ बाधित हो जाते हैं; बिजली या डेटा खो जाता है, और अनियमित खराबी का कारण बनता है।
• तापीय हॉटस्पॉट: क्योंकि विकल्पन के कारण उत्पन्न वायु अंतराल में ऊष्मा स्थानांतरण कम होता है, जिससे स्थानीय 'गर्म स्थल' बनते हैं जो अंततः और विफलता को तेज करते हैं।
• संरचनात्मक कमजोरी: संरचनात्मक दृष्टिकोण से, जब आधार PCB सामग्री का विकल्पन होता है, तो यह यांत्रिक शक्ति खो देती है और विशेष रूप से असेंबली या पुनः कार्य के दौरान दरार के लिए संवेदनशील होती है।
• दीर्घकालिक क्षति: PCB सब्सट्रेट में नमी भीतर से लगातार हमला करती रहती है, जिससे संक्षारण, मेजलिंग, और आगे फफोले पड़ने जैसी समस्याएं उत्पन्न होती हैं। यह बाह्य वातावरण के कारण होने वाला एक कारक है।
• छिपे जोखिम: भले ही विकल्पन शुरूआत में किसी उपकरण को रोक नहीं सकता हो, लेकिन यह PCB के जीवनकाल को कम कर देता है—उत्पादों को उनके निर्धारित सेवा समाप्ति से बहुत पहले विफल होने के लिए मजबूर करता है, और PCB अपने सबसे मौलिक प्रदर्शन को खो चुका होता है।

PCB विकल्पन के कारण: मुख्य कारक

यदि आप स्तरीकरण की समस्या को हल करना चाहते हैं, तो कारणों से शुरुआत करें।

PCB विकल्पन के कारणों को समझना और यह समझना कि विकल्पन होता क्यों है, इसकी रोकथाम के लिए पहला कदम है।

1. नमी अवशोषण और आर्द्रता

पीसीबी आधार सामग्री आद्रताग्राही होती हैं—नमी के अवशोषण की घटना आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सामग्री की रासायनिक संरचना और छिद्रता जैसे कारकों के साथ-साथ पर्यावरणीय आर्द्रता से निकटता से संबंधित होती है। आम पीसीबी सब्सट्रेट, जैसे FR-4 (एपॉक्सी राल ग्लास कपड़ा संयुक्त सामग्री), में कुछ छिद्र होते हैं और वायु से नमी अवशोषित कर सकते हैं। इसका अर्थ है कि वे पर्यावरण से नमी अवशोषित करते हैं, खासकर यदि बोर्ड उच्च आर्द्रता में सुरक्षित बिना छोड़ दिया जाता है। पीसीबी में अतिरिक्त आर्द्रता पीसीबी आधार में फंस सकती है और निर्माण, भंडारण या परिवहन के दौरान आर्द्रता के संपर्क में आ सकती है। बाद में, सोल्डरिंग चक्र के दौरान उच्च तापमान के संपर्क में आने पर वह नमी भाप में बदल जाती है।

• जब पीसीबी में फंसी नमी को पानी के क्वथनांक से अधिक गर्म किया जाता है, तो यह शक्तिशाली आंतरिक दबाव पैदा करता है। यदि लैमिनेट इस दबाव को बाहर निकालने या अवशोषित करने में सक्षम नहीं है, तो परतें अलग होने लगती हैं और इसके परिणामस्वरूप विद्युत प्रदर्शन में कमी, असमान तापीय प्रसार, यांत्रिक शक्ति में कमी और यहां तक कि विद्युत लघु परिपथ जैसी समस्याएं भी हो सकती हैं और अंततः डिलैमिनेशन होता है।
• लैमिनेट सामग्री की भंडारण स्थितियां महत्वपूर्ण होती हैं। जब वायु में आर्द्रता बढ़ती है, तो यह नमी के अधिशोषण को भी तेज कर देती है। यदि सब्सट्रेट की सतह नमी को अवशोषित कर लेती है और आर्द्रता में वृद्धि के साथ नमी अवशोषण की दर बढ़ जाती है। इसलिए असेंबली से पहले पीसीबी को वैक्यूम-सील या बेक न करना प्रमुख कारण है।
• पीसीबी सब्सट्रेट में आर्द्रता के कारण मीजल्स (नीचे देखें) भी हो सकता है।

2. तापीय तनाव और तापीय प्रसंस्करण

जब पीसीबी एसएमटी असेंबली और प्रोसेसिंग चरण में प्रवेश करता है, तो असेंबली के दौरान प्रत्येक बोर्ड को बार-बार तापीय तनाव का सामना करना पड़ता है। तापीय प्रसंस्करण (रीफ्लो सोल्डरिंग, वेव सोल्डरिंग, मरम्मत) के दौरान बोर्ड को 200°C से अधिक तक गर्म किया जाता है। उच्च तापमान के प्रभाव के बाद, यदि लैमिनेट पुराना है, राल का गलत प्रकार है, या बेक नहीं किया गया है, तो लैमिनेशन अलग हो सकता है।

• खराब तापीय प्रोफाइल या राल के निर्दिष्ट Tg (ग्लास ट्रांज़िशन टेम्परेचर, उदाहरण के लिए, गलत प्रकार के Tg वाली FR-4 सामग्री का उपयोग करना) को पार करना आम कारण हैं। इसलिए, सामग्री का चयन करते समय उत्पाद की अंतिम अनुप्रयोग आवश्यकताओं का भी मूल्यांकन किया जाना चाहिए, और उपयुक्त Tg ग्रेड का चयन किया जाना चाहिए।
• थर्मल साइकिलिंग के अधीन, परतों के फैलाव और संकुचन से बॉन्ड ढीले हो जाते हैं, विशेष रूप से एचडीआई बोर्ड्स या उन बोर्ड्स में जिनमें मोटे तांबे के चालक होते हैं।

3. निर्माण और सामग्री से जुड़े मुद्दे

• खराब निर्माण प्रक्रियाएं : बोर्ड प्रेसिंग के दौरान कोई भी कण, तेल या अनुचित लैमिनेशन हमेशा डीलैमिनेशन का कारण बन सकता है। आज के पूर्णतः स्वचालित उत्पादन लाइन वर्कशॉप में, इस कारक को काफी कम कर दिया गया है।
• Tg का गलत प्रकार : FR-4 या पॉलिइमाइड को आपके असेंबली की वास्तविक थर्मल प्रोसेसिंग के अनुरूप होना चाहिए।
• पुरानी, विनिर्देश से बाहर की बोर्ड सामग्री या समाप्त राल डीलैमिनेशन का कारण बन सकती है । आमतौर पर उपयोग की जाने वाली अंतरराष्ट्रीय ब्रांडों के सामग्री का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।
• गलत प्रकार के Tg वाली सामग्री : यदि रीफ्लो में लगातार आपके सब्सट्रेट की रेटेड सीमा से अधिक तापमान आता है, तो डीलैमिनेशन ब्लिस्टर का निर्माण केवल समय की बात है। ऊपर उल्लेख के अनुसार, Tg के लिए उपयुक्त सब्सट्रेट का चयन करने से इस समस्या की संभावना कम हो जाती है।

4. यांत्रिक और रासायनिक उत्प्रेरक

• बोर्ड को मोड़ना, खराब हैंडलिंग या झटके डीलैमिनेशन का कारण बनेंगे, विशेष रूप से तब जब बंधन नमी या गर्मी द्वारा कमजोर हो चुके हों।
• सफाई एजेंट, फ्लक्स और सोल्डर मास्क अवशेष, यदि सही ढंग से साफ नहीं किए जाते हैं, तो सतह परत और आधार के बीच के इंटरफेस को कमजोर कर सकते हैं, जिससे परतों के अलग होने (डीलैमिनेशन) की स्थिति उत्पन्न हो सकती है।

यांत्रिक और रासायनिक कारक, जो आमतौर पर बाद के पुनःप्रसंस्करण और असेंबली उत्पादन में देखे जाते हैं, बाहरी कारकों के कारण होते हैं।

सारांश तालिका: पीसीबी डीलैमिनेशन के कारण

मीजलिंग और पीसीबी क्रेज़िंग: डिलैमिनेशन के संबंधित रूप

डिलैमिनेशन, मीजलिंग और क्रेज़िंग अक्सर एक दूसरे से भ्रमित हो जाते हैं लेकिन मुद्रित सर्किट बोर्ड की दुनिया में अलग-अलग दोष के रूप में प्रतिनिधित्व करते हैं—प्रत्येक के अपने जोखिम और कारणों के साथ। ये कई गुणवत्ता संबंधी समस्याएं केवल पीसीबी की उपस्थिति को प्रभावित नहीं करती हैं, बल्कि इसके विद्युत प्रदर्शन और विश्वसनीयता को भी गंभीर रूप से प्रभावित कर सकती हैं।

मीजलिंग और पीसीबी दोष

मीजलिंग बहुत छोटे डिलैमिनेटेड सफेद धब्बों का निर्माण है, आमतौर पर पीसीबी आधार सामग्री में ग्लास फाइबर के संगम पर। ये सोल्डर मास्क या लैमिनेट के नीचे सूक्ष्म सफेद बिंदुओं के रूप में दिखाई देते हैं और कभी-कभी डिलैमिनेशन की प्रारंभिक अवस्था के लिए गलत तरीके से लिए जाते हैं। मीजलिंग और पीसीबी डिलैमिनेशन में कुछ संबंध है, क्योंकि दोनों लैमिनेट सामग्री में विघटन के कारण होते हैं, जो अक्सर पीसीबी में अत्यधिक नमी या खराब विनिर्माण प्रक्रियाओं से उत्पन्न होते हैं।

• मेसलिंग आमतौर पर पीसीबी सतह पर धातु परत (जैसे कॉपर परत) के ऑक्सीकरण या संक्षारण के कारण होते हैं, या नमी के कारण होते हैं, या अनुचित लेप या सतह उपचार के कारण हो सकते हैं, विशेष रूप से जब बोर्ड तेज थर्मल परिवर्तन या सोल्डरिंग के दौरान थर्मल झटकों के संपर्क में आते हैं।
• जब पीसीबी आधार सामग्री में नमी फंस जाती है या जब सामग्री अनुचित उपचार से गुजरती है, तो छोटे सफेद धब्बे उभरते हैं। समय के साथ, इन धब्बों के आकार में वृद्धि हो सकती है, जिससे अनुपचारित रहने पर अधिक गंभीर डीलैमिनेशन हो सकता है।

क्रेज़िंग

क्रेज़िंग को पीसीबी के आधार लैमिनेट के माध्यम से चलने वाले सूक्ष्म दरारों के जाल-जैसे पैटर्न के द्वारा चिह्नित किया जाता है, इसके होने के आम कारण सामग्री की थकान, वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान पाठ और ग्राफिक्स का अनुचित नियंत्रण, और खराब ड्रिलिंग और कटिंग जैसे अनुचित यांत्रिक संचालन हैं। स्थानीयकृत मेज़लिंग के विपरीत, क्रेज़िंग अक्सर व्यापक क्षेत्रों को कवर करता है, सोल्डर मास्क के नीचे जाल या जालीदार दिखाई देता है। जबकि क्रेज़िंग हमेशा डिलैमिनेशन का कारण नहीं बनता है, यह तनाव का एक दृश्य संकेतक है और बोर्ड की संरचनात्मक बनावट को कमजोर कर सकता है।

जब डिलैमिनेशन के संबंधित रूप चिंता का विषय हों

• यदि बोर्ड को थर्मल या यांत्रिक चक्रण द्वारा और तनाव दिया जाता है, या यदि अटकी हुई नमी असेंबली या उत्पाद के उपयोग के दौरान फैलती है, तो मेज़लिंग और क्रेज़िंग डिलैमिनेशन का कारण बन सकते हैं।
• बहुत छोटे डिलैमिनेटेड सफेद धब्बों के निर्माण वाले बोर्ड्स को आगे की जांच और परीक्षण के लिए अलग कर दिया जाना चाहिए। उपयोग से पहले नियमित रूप से सामग्री पर समस्या जांच या बुनियादी परीक्षण करें।
• वैज्ञानिक डिज़ाइन, निर्माण और परीक्षण प्रक्रियाओं को अपनाकर इन समस्याओं की घटना दर को काफी हद तक कम किया जा सकता है, और पीसीबी की विश्वसनीयता और दीर्घकालिक स्थिरता में सुधार किया जा सकता है।

त्वरित तुलना तालिका: मीजलिंग बनाम क्रेज़िंग बनाम परत-पृथक्करण

पीसीबी डीलैमिनेशन के प्रभाव और परिणाम

पीसीबी, एक उच्च-सटीकता वाली इलेक्ट्रॉनिक सामग्री के रूप में। यदि पीसीबी में डीलैमिनेशन और इसके संबंधित रूपों के परिणाम दूरगामी होते हैं, जो किसी उपकरण की विद्युत, ऊष्मीय और यांत्रिक पहलुओं को प्रभावित करते हैं। सबसे सीधा परिणाम शीट के यांत्रिक और विद्युत गुणों में गिरावट आना है, और यहां तक कि कार्यात्मक विफलता भी हो सकती है।

विद्युत प्रदर्शन समस्याएं

शॉर्ट सर्किट और ओपन सर्किट सबसे आम हैं और वे नियमित नैदानिक लक्षण हैं जो डीलैमिनेशन घटना को सबसे अच्छी तरह से दर्शाते हैं।

• कंडक्टर अवरोध: जहां कंडक्टर या ट्रेस आधार भौतिक से अलग , सर्किट खुले हो जाते हैं, जिससे उपकरण में खराबी या अस्थायी दोष आ जाते हैं।
• शॉर्ट्स और CAF: डिलैमिनेशन के कारण चालक एनोडिक फिलामेंटेशन (CAF) के लिए नए मार्ग बन सकते हैं, जो सोल्डरिंग आईज़ या तांबे के ट्रैक्स को पार कर सकते हैं।

थर्मल और संरचनात्मक प्रभाव

अक्सर वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, गर्मी के संपर्क में आने पर डिलैमिनेशन बढ़ जाता है। या बाहरी बलों के कारण दरारें और विरूपण उत्पन्न होते हैं।

• थर्मल इन्सुलेशन: ब्लिस्टर और अंतराल ऊष्मा प्रवाह को कम कर देते हैं, जिससे डिलैमिनेटेड क्षेत्रों के पास के घटकों में अत्यधिक गर्मी और तेजी से स्थानीय गिरावट होती है।
• यांत्रिक कमजोरी: बोर्ड के लचीलेपन या झटकों का सामना करने की क्षमता समाप्त हो जाती है, जिससे दरारें और आगे बड़े पैमाने पर डिलैमिनेशन हो सकता है।

नमी और संक्षारण

FR-4 और CM-1 जैसे सब्सट्रेट्स का उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में वायु से नमी अवशोषित करने का प्रभाव।

• PCB में फंसी नमी गर्म होने पर फैलाव का कारण बनती है और विशेष रूप से डिलैमिनेटेड क्षेत्र में उजागर तांबे के वाया होल्स या ट्रैक्स पर संक्षारण को भी तेज कर सकती है।
• लैमिनेट सामग्री के उच्च आर्द्रता और खराब भंडारण स्थितियों के लिए बार-बार जोखिम के कारण निरंतर गिरावट होती है, जिससे ऐसा होता है।

उत्पाद के आयु और विश्वसनीयता पर प्रभाव

एक बड़े पैमाने पर PCB निर्माता के लिए, हालांकि बाहरी वातावरण के अनुकूलन और संचालन मानकों के प्रबंधन ने डिलैमिनेशन की समस्या से बचने में मदद की है, लेकिन एक बार यह होने पर, इसका PCB के जीवनकाल और अंतिम उत्पादों की विश्वसनीयता पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ेगा।

• डिलैमिनेशन और इसके रूपांतर (मीज़लिंग, क्रेज़िंग) प्रभावी PCB आयु को कम कर देते हैं और इसका अर्थ यह है कि प्रारंभिक कार्यात्मक परीक्षण पास करने वाले उपकरण भी महीनों या वर्षों बाद विफल होने लग सकते हैं, जिससे उत्पाद का सेवा जीवन काफी कम हो जाता है।
• इन छिपी हुई विफलताओं के कारण महंगे वापस बुलाने (रिकॉल) और ब्रांड की प्रतिष्ठा को नुकसान हो सकता है, क्योंकि उपकरण अप्रत्याशित रूप से फील्ड में विफल हो जाते हैं।

यह पता लगाने के तरीके कि पीसीबी क्षतिग्रस्त है या नहीं (लक्षण और परतों के अलगाव के प्रकार)

समस्याओं को हल करने का सबसे अच्छा तरीका उन्हें रोकना है। पीसीबी परतों के अलगाव के लक्षणों के बारे में जानना महत्वपूर्ण है ताकि समय रहते समस्या का पता चल सके और उसका उपाय किया जा सके, हम निम्नलिखित संकेतों के माध्यम से समस्या की पहचान कर सकते हैं।

दृश्य संकेत

• सोल्डर मास्क के नीचे रंग बदलने वाला क्षेत्र अक्सर नमी के जमाव या प्रारंभिक परत अलगाव का संकेत देता है।
• सतह की परत या आंतरिक स्टैकिंग बिंदुओं के साथ-साथ सतह पर फफोले या बुलबुले सीधे संकेतक होते हैं।
• परत अलगाव का फफोला: पीसीबी सतह से उठा हुआ एक सूजा हुआ या स्पंज जैसा क्षेत्र।
• छोटे परत अलगाव वाले सफेद धब्बे: थर्मल चक्रों के बाद विशेष रूप से मीसलिंग का संकेत।

विद्युत और कार्यात्मक संकेत

• उच्च तापमान चक्रों के बाद अचानक या अस्थायी विफलताएँ, विशेष रूप से जब बोर्ड प्रभावित हो।
• रीफ्लो या वेव सोल्डरिंग के बाद सर्किट विफल हो जाते हैं, जहां आँखें अप्रत्याशित रूप से जुड़ जाती हैं।
• तांबे के ट्रेस पर अजीब प्रतिरोध माप या निरंतरता में कमी।

यांत्रिक संकेत

• बोर्ड को डिलैमिनेटेड क्षेत्रों के पास संभालते समय असामान्य विरूपण, मोड़ या "स्पंजीपन" की अनुभूति दिखाई देती है।

सोल्डरिंग और थर्मल प्रोसेसिंग के दौरान डिलैमिनेशन क्यों और कैसे होता है

प्रत्येक पीसीबी को उच्च तापमान असेंबली प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है, लेकिन उच्च तापमान असेंबली चरणों के दौरान डिलैमिनेशन की संभावना विशेष रूप से अधिक होती है, और कई पीसीबी डिलैमिनेशन के कारण डिज़ाइन, सामग्री और प्रक्रिया के बीच संबंध स्थापित करते हैं। इसलिए, यह सारांशित किया जा सकता है कि इस पीसीबी के निर्माण और डिज़ाइन में कौन सी कड़ियों को अनुकूलित करने की आवश्यकता है।

ट्रिगर के रूप में सोल्डरिंग और रीफ्लो

• पुनर्प्रवाह और वेव सोल्डरिंग जैसी थर्मल प्रोसेसिंग पीसीबी को पानी के क्वथनांक (100°C) से ऊपर के तापमान के संपर्क में लाती है, और कभी-कभी 250°C से भी अधिक। यह तापमान पीसीबी की ऊष्मा प्रतिरोधकता के लिए एक चुनौतीपूर्ण न्यूनतम मान है।
• पीसीबी आधार में फंसी नमी वाष्पित हो जाती है, जिससे आंतरिक दबाव उत्पन्न होता है, यह स्थिति तब होती है जब पीसीबी की आंतरिक परत में नमी शेष रह जाती है।
• यदि दबाव चिपकने वाले पदार्थ की धारण क्षमता से अधिक हो जाता है, तो परतें अलग हो जाएंगी—विशेष रूप से वाया प्रवेश द्वार या तांबे के पैड के किनारे जैसे सबसे कमजोर क्षेत्रों पर।

असेंबली के दौरान डिलैमिनेशन के लिए सामान्य कारण:

• लैमिनेट सामग्री में अपर्याप्त या गलत Tg (उदाहरण के लिए, लीड-फ्री सोल्डरिंग के लिए गलत प्रकार के Tg वाली FR-4 सामग्री का उपयोग)। पीसीबी प्रक्रिया निर्माण की आवश्यकताओं में, आधार सामग्री के उचित विनिर्देश और मॉडल का चयन करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
• सोल्डरिंग से पहले बोर्ड्स को प्री-बेक नहीं किया गया या वैक्यूम-सील नहीं किया गया, जिसके कारण नमी के संपर्क में आ जाते हैं। वर्तमान निर्माण प्रक्रियाओं में, यह कारक लगभग प्रेरणा का कारण नहीं बनता। हालाँकि, खुले पैकेजिंग सामग्री को सामग्री की हानि से बचने के लिए जल्द से जल्द उपयोग कर लेना चाहिए।
• नमी सोख चुके या निम्न गुणवत्ता वाले पीसीबी आधार सामग्री।

बड़े पैमाने पर परतों के अलगाव के परिणाम क्यों हो सकते हैं

• यदि एक सोल्डरिंग बिंदु पर परतों का अलगाव शुरू हो जाता है, तो यह बाहर की ओर फैल सकता है, जिससे आधार सामग्री की कई परतों को प्रभावित करते हुए बड़े पैमाने पर परतों का अलगाव हो सकता है।

पीसीबी परतों के अलगाव को मापने के लिए परीक्षण के प्रकार

पीसीबी उद्योग में परतों के अलगाव को मापने के लिए कठोर प्रकार के परीक्षणों का उपयोग किया जाता है, जो सक्रिय पता लगाने और गुणवत्ता की गारंटी की अनुमति देता है।

प्रमुख परीक्षण विधियाँ

विस्तरीकरण को रोकने के तरीके और समाधान

विस्तरीकरण से सुरक्षा बहुआयामी होती है, जो डिज़ाइन, भंडारण, प्रसंस्करण और यहां तक कि आपूर्तिकर्ता संबंधों पर निर्भर करती है।

डिज़ाइन और सामग्री का चयन

• सामग्री के अंतिम प्रदर्शन और उपयोग को समझने के बाद, उपयुक्त Tg और नमी प्रतिरोध के साथ FR-4 सामग्री या वैकल्पिक पीसीबी सामग्री का चयन करें।
• यदि उत्पाद उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में उपयोग किया जाता है, तो प्रगति पर PCBA असेंबली में मजबूत राल का उपयोग करें या सुरक्षात्मक कॉन्फॉर्मल कोटिंग्स लागू करें।

विनिर्माण और प्रसंस्करण नियंत्रण

• भंडारण और निर्माण क्षेत्रों में सख्त आर्द्रता नियंत्रण बनाए रखें, संचालन नियम और विनियमों को सख्ती से नियंत्रित करें।
• उच्च तापमान या बहु-पास असेंबली से पहले, विशेष रूप से सोल्डरिंग से पहले, सभी बोर्ड्स को नमी हटाने के लिए बेक करें।
• कच्चे माल की ट्रेसएबिलिटी के लिए आपूर्तिकर्ताओं का ऑडिट करें और सही प्रकार के Tg वाली सामग्री की आवश्यकता करें।

असेंबली के लिए सर्वोत्तम प्रथाएँ

• सही प्रोफाइल का उपयोग करें ताकि पीसीबी और तांबे की सतह निर्माता की रेटिंग से अधिक न हो।
• विस्तार/संकुचन थकान को न्यूनतम करने के लिए थर्मल चक्रों के बीच ठंडा होने दें।

सुरक्षित संधारण

• सूक्ष्म दरारों से बचने के लिए कर्मचारियों को सावधानीपूर्वक हैंडलिंग और दस्ताने पहनने के बारे में प्रशिक्षित करें।
• मीसलिंग, फफोले और छोटे डिलैमिनेटेड क्षेत्रों के लिए नियमित रूप से जांच करें, एक बार असामान्य सामग्री का पता चलने पर, उन्हें तुरंत उपयोग में न आने वाली सामग्री के क्षेत्र में वर्गीकृत कर दिया जाना चाहिए और भंडारण के लिए आदेश दिया जाना चाहिए।

पर्यावरण नियंत्रण

• लैमिनेट सामग्री के भंडारण के लिए जलवायु नियंत्रित भंडारगृहों का उपयोग करें।
• आर्द्रता में अवशोषण से बचने के लिए आर्द्रता और तापमान सेंसर के साथ निगरानी करें।

पीसीबी डिलैमिनेशन मरम्मत के चरण

यदि डिलैमिनेशन हो गया है, तो कुछ सामग्री के कार्य को पेशेवर मरम्मत के माध्यम से अभी भी बहाल किया जा सकता है:

• दृश्य निरीक्षण या एसएएम का उपयोग करके निदान करें।
• आगे के हैंडलिंग को रोकें (बुलबुले या अंतराल के प्रसार को रोकने के लिए)।
• क्षेत्र को सावधानी से साफ करें—चिपकने वाले पदार्थों को घोलने वाले आक्रामक सफाई एजेंटों से बचें।
• यदि आवश्यकता हो तो डिलैमिनेटेड क्षेत्र में इपॉक्सी इंजेक्ट करने के लिए एक छोटा राहत छेद ड्रिल करें।
• उच्च-विशिष्टता एपॉक्सी इंजेक्ट करें और संपीड़न दबाव लागू करें।
• चिपकाव को बहाल करने के लिए नियंत्रित तापमान पर उपचार करें।
• विद्युत संततता और तनाव परीक्षण का उपयोग करके पुनः परीक्षण करें।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्र: आधुनिक बहुलेयर पीसीबी में परतों के अलग होने का मुख्य कारण क्या है?

उत्तर: आज डिलैमिनेशन के लिए जिम्मेदार मुख्य कारक पीसीबी सब्सट्रेट और भंडारण में नियंत्रित नमी, असेंबली प्रक्रिया के लिए गलत या अपर्याप्त Tg के साथ लैमिनेट सामग्री का उपयोग करना, और खराब निर्माण या लैमिनेशन प्रथाओं हैं।

प्र: यदि पीसीबी को कई सोल्डरिंग या पुनः कार्य चक्रों से गुजरना है, तो मैं डिलैमिनेशन को कैसे रोक सकता हूँ?

उत्तर: उच्च-Tg बोर्ड सामग्री का उपयोग करें, नमी की निकटता से निगरानी करें, प्रक्रियाओं के बीच वैक्यूम-सील करें, और उन्हें फिर से उच्च तापमान के संपर्क में लाने से पहले बोर्ड्स को बेक करें।

प्र: क्या प्रत्येक डिस्कलर्ड क्षेत्र या बुलबुला महत्वपूर्ण डिलैमिनेशन का संकेत देता है?

उत्तर: प्रत्येक दृश्य असामान्यता के लिए खारिज करना आवश्यक नहीं है। छोटे सफेद धब्बे (मीज़लिंग) हमेशा डिलैमिनेशन का कारण नहीं बनते, लेकिन फैलाव के लिए हमेशा निगरानी करें। रंग बदलना अक्सर नमी के फंसे होने का संकेत देता है—असेंबली जारी रखने से पहले मूल कारणों को दूर करें।

प्रश्न: मीज़लिंग, क्रेज़िंग और डिलैमिनेशन में क्या अंतर है?

उत्तर: मीज़लिंग छोटे सफेक धब्बों के बनने को कहते हैं, क्रेज़िंग पतली दरारों के जाल के रूप में दिखाई देता है, और डिलैमिनेशन तब होता है जब पीसीबी के लैमिनेट या तांबा और सब्सट्रेट के बीच वास्तविक भौतिक अलगाव या फफोले उठते हैं।

प्रश्न: क्या अनुचित सफाई एजेंट डिलैमिनेशन का कारण बन सकते हैं?

उत्तर: हाँ—विशेष रूप से आक्रामक विलायक पीसीबी की सतही परत या परतों के बीच चिपकाव को कम कर सकते हैं, जिससे अंततः डिलैमिनेशन हो सकता है।

प्रश्न: कुछ बोर्ड क्षेत्र दूसरों की तुलना में अधिक डिलैमिनेट क्यों होते हैं?

उत्तर: डिलैमिनेशन अक्सर थर्मल या यांत्रिक तनाव बिंदुओं—किनारों, वाया क्लस्टर, या सोल्डरिंग आँखों के आसपास—विशेष रूप से उन क्षेत्रों में शुरू होता है जहां कंडक्टर घनत्व अधिक होता है या जहां परतों की चिपकने की क्षमता कम होती है।

प्रश्न: पीसीबी के लिए हमारे आने वाले और जाने वाले गुणवत्ता नियंत्रण (क्यूसी) में किन प्रकार के परीक्षण शामिल होने चाहिए?

उत्तर: सभी महत्वपूर्ण बैचों में संभावित और वर्तमान डिलैमिनेशन को मापने के लिए माइक्रोसेक्शन विश्लेषण, टीएमए, आईएसटी, एसएएम और सोल्डर फ्लोट परीक्षण का उपयोग करें। हमेशा विफलता के प्रकारों को दस्तावेजित और ट्रेंड करें।

निष्कर्ष और सर्वोत्तम प्रथाओं का पुनरावलोकन

पीसीबी एक इलेक्ट्रॉनिक सामग्री है जिसे उच्च सटीकता के साथ प्रसंस्कृत किया जाता है। सामग्री के चयन और भंडारण, प्रक्रिया नियंत्रण, तथा तैयार उत्पादों के निर्वात पैकेजिंग और भंडारण के लिए इसकी बहुत अधिक आवश्यकताएँ और मानक होते हैं। परतों का अलगाव (डिलैमिनेशन) एक जटिल विफलता प्रक्रिया है जो नमी, सामग्री के चयन, खराब निर्माण प्रक्रियाओं और अनुचित तापीय प्रसंस्करण के कारण होती है। पीसीबी के परतों के अलगाव के इन प्रमुख कारणों से बड़े पैमाने पर परत अलगाव, अचानक क्षेत्र विफलता और वापसी की घटनाएँ जैसी त्रासदियाँ उत्पन्न होती हैं; समस्या की पहचान करने के बाद, उपयुक्त समाधान चुनें और अधिकतम संभव हानि को कम से कम करें।

आपकी परत अलगाव रोकथाम चेकलिस्ट:

• हमेशा उचित, प्रमाणित Tg रेटिंग वाली बोर्ड सामग्री का उपयोग करें जो आपकी विशिष्ट प्रक्रिया तापमान के लिए उपयुक्त हो।

• लैमिनेट सामग्री के भंडारण के तरीके और स्थान पर कड़ा नियंत्रण रखें, और सुनिश्चित करें कि सभी पीसीबी —आते हुए या जाते हुए—कठोर जलवायु नियमों का पालन करते हुए संभाले जाएँ।

• आर्द्रता निगरानी स्थापित करें, और प्री-बेक के चरण को न छोड़ें, विशेष रूप से उन बोर्ड्स के लिए जिन्होंने नमी सोख ली हो सकती है।

• ऐसे आपूर्तिकर्ताओं का चयन करें जिनके पास अपनी प्रक्रियाओं और सामग्री के लिए मजबूत प्रमाणन हों, और नियमित रूप से उनकी जाँच करें।

• बोर्ड्स को संभालने या असेंबल करने वाले हर व्यक्ति को डिलैमिनेशन क्या है और इसे रोकने के तरीके के बारे में प्रशिक्षित करें —इसका अर्थ है कि उन्हें असामान्य दिखने या व्यवहार करने वाली किसी भी चीज़ को पहचानना और रिपोर्ट करना सिखाना।

• अपनी सामान्य प्रक्रिया जाँच और अंतिम गुणवत्ता नियंत्रण के हिस्से के रूप में डिलैमिनेशन की जाँच के लिए मजबूत, विश्वसनीय परीक्षण करें।