Bong tróc PCB: Nguyên nhân, Phòng ngừa và Giải pháp

Giới thiệu

Bảng mạch in (PCB) là trái tim của mọi thiết bị điện tử, âm thầm cung cấp năng lượng cho điện thoại, phương tiện, thiết bị y tế và vệ tinh của chúng ta. Khi quá trình sản xuất và chế tạo, năng lực cũng như công nghệ sản xuất bảng mạch in của Trung Quốc tiếp tục được cải thiện. Tuy nhiên, ngay cả những bảng mạch chất lượng cao nhất cũng không tránh khỏi một trong những sự cố dai dẳng và tốn kém nhất trong lĩnh vực điện tử: hiện tượng bong tróc PCB. Khi các lớp của bảng mạch bắt đầu tách rời, các lỗi điện và việc thu hồi sản phẩm thường xảy ra ngay sau đó.

Hiểu về hiện tượng bong tróc PCB và cách ngăn ngừa nó. Trước tiên, cần hiểu rằng nguyên nhân gây ra hiện tượng bong tróc có thể được chia thành bốn nhóm chính: vấn đề về vật liệu, sự cố trong quá trình sản xuất, ảnh hưởng từ môi trường bên ngoài và các xử lý hóa học không phù hợp, v.v. Nếu xét ở góc độ chi tiết của quy trình sản xuất, nhưng cách mà độ ẩm, xử lý nhiệt, lắp ráp và điều kiện bảo quản tương tác với nhau. Các khuyết tật như bong tróc, mealing và nứt mạng nhện làm tổn hại đến lớp bề mặt và cấu trúc bên trong của PCB, làm giảm độ tin cậy và đôi khi cả tính an toàn.

Hiện tượng bong tróc PCB là gì?

Hiện tượng bong tróc lớp trên PCB (Bảng mạch in) đề cập đến hiện tượng tách lớp hay bong tróc giữa các lớp khác nhau của bảng mạch trong quá trình sản xuất. Bong tróc PCB xảy ra khi các lớp của bảng—gồm sự kết hợp giữa đồng, nhựa và chất nền—bắt đầu tách rời do các tác nhân cơ học, nhiệt hoặc hóa học khác nhau. Hiện tượng bong tróc có thể biểu hiện dưới dạng bong bóng hoặc khe hở, đổi màu và phồng rộp, nổi mụn nước, hoặc thậm chí cong vênh lớp bề mặt PCB. Khi hiện tượng phân lớp xảy ra, nếu không được kiểm soát, bong tróc có thể dẫn đến việc hấp thụ độ ẩm tăng cao trong PCB, làm đẩy nhanh hơn nữa sự hư hại, từ đó dẫn đến mất chức năng của PCB.

Xét từ một số vật liệu thường dùng, các vật liệu làm bảng như FR-4 hoặc polyimide được sử dụng làm vật liệu nền cho mạch in (PCB). Những lớp laminate, keo dán và lá đồng này đều được thiết kế kỹ lưỡng nhưng vẫn dễ bị tổn thương. Khi tiếp xúc với độ ẩm quá mức hoặc trải qua các chu kỳ nhiệt, ngay cả các vật liệu laminate chất lượng cao nhất cũng có thể dẫn đến hiện tượng tách lớp nếu không được sản xuất và xử lý đúng cách.

Tại sao hiện tượng bong lớp PCB lại là vấn đề nghiêm trọng

Tại sao hiện tượng bong lớp lại thu hút nhiều sự chú ý đến vậy trong lĩnh vực PCB? Đơn giản là: Nếu xảy ra bong lớp, toàn bộ PCB có thể bị hỏng. PCB đóng vai trò thành phần cơ bản cho truyền dẫn tín hiệu và mạch điện trên toàn bộ bảng điều khiển.

Tại sao hiện tượng bong lớp lại nguy hiểm như vậy:

• Sự cố điện: Hậu quả trực tiếp nhất là các đường dẫn bị ngắt quãng; mất điện hoặc dữ liệu, dẫn đến các lỗi ngẫu nhiên.
• Điểm nóng về nhiệt: Do các khe hở không khí do hiện tượng tách lớp gây ra có khả năng truyền nhiệt thấp, tạo thành các điểm 'nóng' cục bộ, cuối cùng làm tăng tốc độ hỏng hóc thêm.
• Yếu về cấu trúc: Về mặt cấu trúc, khi các vật liệu PCB nền bị tách lớp, chúng sẽ mất đi độ bền cơ học và dễ bị nứt, đặc biệt trong quá trình lắp ráp hoặc sửa chữa lại.
• Hư hại lâu dài: Độ ẩm trong chất nền PCB tiếp tục tấn công từ bên trong, dẫn đến ăn mòn, xuất hiện các đốm trắng (measling), và bong rộp thêm. Đây là yếu tố do môi trường bên ngoài gây ra.
• Rủi ro tiềm ẩn: Ngay cả khi hiện tượng tách lớp có thể không làm thiết bị ngừng hoạt động ngay lập tức, nó vẫn rút ngắn tuổi thọ của PCB — khiến sản phẩm hỏng trước nhiều so với thời điểm hết tuổi thọ dự kiến, và PCB đã mất đi hiệu suất cơ bản nhất của nó.

Nguyên nhân gây tách lớp PCB: Các yếu tố chính

Nếu bạn muốn giải quyết vấn đề phân tầng, thì hãy bắt đầu từ các nguyên nhân.

Hiểu rõ các nguyên nhân gây tách lớp PCB và lý do tại sao hiện tượng này xảy ra là bước đầu tiên để phòng ngừa.

1. Hấp thụ độ ẩm và Độ ẩm

Vật liệu nền PCB có tính hút ẩm—Hiện tượng hấp thụ độ ẩm thường liên quan mật thiết đến các yếu tố như cấu trúc hóa học và độ xốp của vật liệu được sử dụng, cũng như độ ẩm môi trường. Các chất nền PCB phổ biến, chẳng hạn như FR-4 (vật liệu composite vải thủy tinh và nhựa epoxy), có một số lỗ rỗng nhất định và có thể hấp thụ độ ẩm từ không khí. Điều này có nghĩa là chúng hấp thụ độ ẩm từ môi trường, đặc biệt nếu bảng mạch bị để trần trong điều kiện độ ẩm cao. Lượng độ ẩm dư thừa trong PCB có thể bị giữ lại trong nền PCB và tiếp xúc với độ ẩm trong quá trình sản xuất, lưu trữ hoặc vận chuyển. Sau đó, khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trong các chu kỳ hàn, độ ẩm đó sẽ chuyển thành hơi nước.

• Khi độ ẩm bị giữ lại trong PCB được đun nóng vượt quá điểm sôi của nước, nó tạo ra áp suất nội bộ mạnh. Nếu lớp laminate không thể xả hoặc hấp thụ áp suất này, các lớp sẽ bắt đầu tách rời và dẫn đến suy giảm hiệu suất điện, giãn nở nhiệt không đều, giảm độ bền cơ học, thậm chí gây ra các vấn đề như chập mạch điện và cuối cùng là hiện tượng bong lớp.
• Điều kiện bảo quản các vật liệu laminate rất quan trọng. Khi độ ẩm trong không khí tăng, quá trình hấp thụ ẩm cũng diễn ra nhanh hơn. Nếu bề mặt chất nền hấp thụ độ ẩm thì tốc độ hấp thụ ẩm sẽ tăng lên khi độ ẩm tăng. Do đó, việc không hút chân không hoặc nướng PCB trước khi lắp ráp là nguyên nhân hàng đầu.
• Độ ẩm trong chất nền PCB cũng có thể gây ra hiện tượng measling (xem bên dưới).

2. Ứng suất Nhiệt & Xử lý Nhiệt

Khi PCB bước vào giai đoạn lắp ráp và xử lý SMT, mỗi mạch đều phải chịu tác động lặp đi lặp lại của ứng suất nhiệt trong quá trình lắp ráp. Quá trình xử lý nhiệt (hàn hồi lưu, hàn sóng, sửa chữa) làm nóng mạch trên 200°C. Sau khi bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, nếu lớp laminate cũ, có loại nhựa không phù hợp hoặc chưa được sấy khô, hiện tượng tách lớp có thể xảy ra.

• Hồ sơ nhiệt không phù hợp hoặc vượt quá nhiệt độ Tg (Nhiệt độ chuyển thủy tinh) quy định của nhựa (ví dụ: sử dụng vật liệu FR-4 với loại Tg không đúng) là những nguyên nhân phổ biến gây ra hiện tượng này. Do đó, khi lựa chọn vật liệu, cần đánh giá cả yêu cầu ứng dụng cuối cùng của sản phẩm và chọn cấp độ Tg phù hợp.
• Khi chịu chu kỳ thay đổi nhiệt, sự giãn nở và co lại của các lớp sẽ làm lỏng các mối liên kết, đặc biệt là ở các mạch HDI hoặc mạch có dây dẫn đồng dày.

3. Vấn đề về sản xuất và vật liệu

• Quy trình sản xuất kém : Bất kỳ hạt, dầu hoặc lớp phủ không đúng cách nào trong quá trình ép bảng đều có thể luôn gây ra hiện tượng tách lớp. Trong các xưởng sản xuất dây chuyền tự động hoàn toàn ngày nay, yếu tố này đã được giảm đáng kể.
• Loại Tg không đúng : FR-4 hoặc polyimide phải phù hợp với quá trình xử lý nhiệt thực tế của bộ phận lắp ráp của bạn.
• Vật liệu bảng cũ, không đạt tiêu chuẩn hoặc nhựa đã hết hạn có thể dẫn đến hiện tượng tách lớp . Nên sử dụng vật liệu từ các thương hiệu quốc tế phổ biến.
• Vật liệu có loại Tg không đúng : Nếu quá trình hàn lại liên tục nóng hơn mức chịu đựng của chất nền, thì việc hình thành bong bóng do tách lớp chỉ là vấn đề thời gian. Như đã đề cập ở trên, việc chọn chất nền phù hợp với Tg có thể giảm khả năng xảy ra vấn đề này.

4. Các tác nhân cơ học và hóa học

• Việc uốn cong bảng, thao tác không cẩn thận hoặc va chạm sẽ gây ra hiện tượng tách lớp, đặc biệt là khi các mối liên kết đã bị suy yếu do độ ẩm hoặc nhiệt.
• Các chất tẩy rửa, chất trợ hàn và cặn thuốc hàn, nếu không được làm sạch đúng cách, có thể làm suy giảm lớp tiếp giáp giữa lớp bề mặt và lớp nền, dẫn đến hiện tượng bong tróc.

Các tác nhân cơ học & hóa học thường xuất hiện trong các quá trình xử lý lại và sản xuất lắp ráp về sau, do các yếu tố bên ngoài gây ra.

Bảng tổng hợp: Các nguyên nhân gây bong tróc trên bảng mạch in (PCB)

Measling và nứt mạng (PCB Crazing): Các dạng khuyết tật liên quan

Lớp tách (delamination), hiện tượng measling và nứt mạng thường bị nhầm lẫn nhưng thực tế là những khuyết tật riêng biệt trong lĩnh vực bảng mạch in—mỗi loại có các rủi ro và nguyên nhân riêng. Những vấn đề chất lượng này không chỉ ảnh hưởng đến hình thức của bảng mạch in mà còn có thể tác động nghiêm trọng đến hiệu suất điện và độ tin cậy.

Hiện tượng Measling và các khuyết tật trên PCB

Measling là hiện tượng hình thành các đốm trắng rất nhỏ bị tách lớp, thường xuất hiện tại các điểm giao nhau của sợi thủy tinh trong vật liệu nền PCB. Những đốm này xuất hiện như các chấm trắng nhỏ dưới lớp phủ hàn hoặc lớp laminate và đôi khi bị nhầm với hiện tượng tách lớp ở giai đoạn đầu. Measling và hiện tượng tách lớp PCB có mối liên hệ nhất định, vì cả hai đều bắt nguồn từ sự suy giảm vật liệu laminate, thường do độ ẩm dư thừa trong PCB hoặc quy trình sản xuất kém.

• Các đốm trắng thường do sự oxy hóa hoặc ăn mòn lớp kim loại trên bề mặt PCB (ví dụ như lớp đồng), hoặc do độ ẩm, hoặc có thể do lớp phủ hoặc xử lý bề mặt không phù hợp, đặc biệt khi các mạch bị tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ nhanh hoặc chịu sốc nhiệt trong quá trình hàn.
• Khi độ ẩm bị giữ lại trong vật liệu nền của PCB hoặc khi vật liệu bị đóng rắn không đúng cách, các đốm trắng nhỏ sẽ xuất hiện. Theo thời gian, những đốm này có thể phát triển lớn hơn, dẫn đến hiện tượng tách lớp nghiêm trọng hơn nếu không được xử lý.

Crazing

Nứt mạng nhện được đặc trưng bởi các vết nứt nhỏ dạng lưới chạy xuyên qua lớp laminate cơ bản của bảng mạch in (PCB), hiện tượng này thường do mệt mỏi vật liệu, kiểm soát không đúng quy trình in chữ và hình ảnh trong quá trình hàn, cũng như các thao tác cơ học không phù hợp như khoan hoặc cắt kém. Khác với hiện tượng chấm trắng (measling) chỉ xảy ra tại chỗ, nứt mạng nhện thường lan rộng trên diện tích lớn hơn, tạo thành vẻ ngoài giống như lưới nằm dưới lớp phủ hàn. Mặc dù nứt mạng nhện không phải lúc nào cũng gây bong lớp, nhưng đây là dấu hiệu nhìn thấy được của ứng suất và có thể làm suy yếu độ bền cấu trúc của bảng mạch.

Khi Các Dạng Bong Lớp Liên Quan Gây Lo Ngại

• Hiện tượng chấm trắng và nứt mạng nhện có thể dẫn đến bong lớp nếu bảng mạch bị chịu thêm ứng suất do chu kỳ nhiệt hoặc cơ học, hoặc nếu độ ẩm bị giữ lại bên trong giãn nở trong quá trình lắp ráp hoặc sử dụng sản phẩm.
• Các bảng mạch xuất hiện các đốm trắng nhỏ li ti do bong lớp cần được cách ly để kiểm tra và thử nghiệm thêm. Thường xuyên thực hiện kiểm tra sự cố đối với vật liệu hoặc các bài kiểm tra cơ bản trước khi sử dụng.
• Bằng cách áp dụng các quy trình thiết kế, sản xuất và kiểm tra khoa học, tỷ lệ xảy ra các vấn đề này có thể được giảm đáng kể, đồng thời nâng cao độ tin cậy và sự ổn định lâu dài của PCB.

Bảng so sánh nhanh: Measling so với Crazing so với Delamination

Tác động và Hậu quả của Hiện tượng Bong tách lớp trên PCB

PCB, với tư cách là vật liệu điện tử độ chính xác cao. Nếu xảy ra hiện tượng bong tách lớp và các dạng liên quan trên PCB thì hậu quả rất nghiêm trọng, ảnh hưởng đến các khía cạnh điện, nhiệt và cơ học của thiết bị. Hậu quả trực tiếp nhất là suy giảm tính chất cơ học và điện của tấm mạch, thậm chí dẫn đến hỏng chức năng.

Các vấn đề về hiệu suất điện

Hiện tượng đoản mạch và đứt mạch là những sự cố phổ biến nhất và cũng là biểu hiện chẩn đoán thường gặp nhất phản ánh rõ nhất hiện tượng bong tách lớp.

• Ngắt dây dẫn: Nơi các dây dẫn hoặc đường mạch tách rời khỏi vật liệu nền , các mạch trở nên hở, dẫn đến thiết bị hoạt động sai hoặc lỗi ngắt quãng.
• Ngắn mạch và CAF: Bong tróc có thể tạo ra các đường dẫn mới cho hiện tượng sợi anốt dẫn điện (CAF), nối liền các lỗ hàn hoặc các đường đồng.

Hệ quả về Nhiệt và Cơ cấu

Thường trong quá trình hàn, hiện tượng bong tróc trở nên nghiêm trọng hơn khi tiếp xúc với nhiệt. Hoặc nứt và biến dạng do lực tác động bên ngoài.

• Cách nhiệt: Các bong bóng và khe hở làm giảm khả năng truyền nhiệt, gây quá nhiệt và suy giảm nhanh chóng ở những khu vực linh kiện gần vùng bị bong tróc.
• Yếu cơ học: Tấm mạch mất khả năng uốn cong hoặc chịu được tải va đập, dẫn đến nứt vỡ và hiện tượng bong tróc quy mô lớn hơn.

Độ ẩm và ăn mòn

Ảnh hưởng của các chất nền như FR-4 và CM-1 hấp thụ độ ẩm từ không khí trong môi trường có độ ẩm cao.

• Độ ẩm bị giữ lại trong PCB không chỉ gây ra hiện tượng giãn nở khi đun nóng mà còn có thể làm tăng tốc độ ăn mòn, đặc biệt tại các lỗ thông hoặc các đường dẫn đồng để hở ở vùng tách lớp.
• Việc tiếp xúc lặp đi lặp lại với độ ẩm cao và điều kiện bảo quản kém của các vật liệu laminate cho phép sự suy giảm tiếp diễn, từ đó dẫn đến.

Tác động đến Tuổi thọ và Độ tin cậy của Sản phẩm

Đối với một nhà sản xuất PCB quy mô lớn, mặc dù việc tối ưu hóa môi trường bên ngoài và quản lý các quy chuẩn vận hành đã tránh được vấn đề tách lớp, nhưng một khi sự cố này xảy ra, nó sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của bản thân PCB cũng như độ tin cậy của các sản phẩm cuối cùng.

• Hiện tượng tách lớp và các dạng biến thể của nó (measling, crazing) làm giảm tuổi thọ hiệu dụng của PCB, nghĩa là ngay cả những thiết bị vượt qua các bài kiểm tra chức năng ban đầu cũng có thể bắt đầu hỏng hóc sau vài tháng hoặc vài năm, từ đó rút ngắn đáng kể thời gian sử dụng sản phẩm.
• Những lỗi ẩn này có thể gây ra việc thu hồi tốn kém và làm tổn hại đến danh tiếng thương hiệu, khi các thiết bị bị hỏng bất ngờ ngoài thực tế.

Cách nhận biết bảng mạch in (PCB) bị hư hỏng (các triệu chứng và loại bong lớp)

Cách tốt nhất để giải quyết vấn đề là ngăn ngừa chúng. Biết được các triệu chứng của hiện tượng bong lớp PCB là rất quan trọng để phát hiện sớm và giảm thiểu rủi ro, chúng ta có thể xác định vấn đề thông qua các dấu hiệu sau.

Dấu hiệu trực quan

• Vùng bị đổi màu dưới lớp phủ hàn thường cho thấy sự tích tụ độ ẩm hoặc hiện tượng bong lớp ở giai đoạn đầu.
• Các vết phồng rộp hoặc bong bóng dọc theo lớp bề mặt hoặc tại các điểm nối bên trong là dấu hiệu trực tiếp.
• Vết phồng do bong lớp: Một vùng phồng lên hoặc xốp, xuất hiện nhô cao khỏi bề mặt PCB.
• Các đốm trắng nhỏ bị bong lớp: Chỉ điểm của hiện tượng measling, đặc biệt sau các chu kỳ nhiệt.

Dấu hiệu điện và chức năng

• Hỏng hóc đột ngột hoặc từng lúc, đặc biệt sau khi bo mạch trải qua các chu kỳ nhiệt độ cao.
• Các mạch bị lỗi sau khi hàn lại hoặc các chân hàn bị nối tắt một cách bất ngờ.
• Chỉ số điện trở bất thường hoặc mất liên tục trên các vệt đồng.

Dấu hiệu cơ học

• Các bo mạch thể hiện hiện tượng cong vênh lạ, biến dạng hoặc cảm giác "xốp" khi cầm vào khu vực bị tách lớp.

Tại sao và Làm thế nào hiện tượng tách lớp xảy ra trong quá trình hàn và xử lý nhiệt

Mỗi bo mạch in (PCB) đều phải trải qua quá trình lắp ráp ở nhiệt độ cao, nhưng hiện tượng tách lớp đặc biệt dễ xảy ra trong các bước lắp ráp nhiệt độ cao, và một số nguyên nhân gây tách lớp PCB có mối liên hệ với thiết kế, vật liệu và quy trình. Do đó, có thể khái quát được những khâu nào trong sản xuất và thiết kế PCB này cần được tối ưu hóa.

Hàn và Hàn lại như là các tác nhân kích hoạt

• Xử lý nhiệt như hàn hồi lưu và hàn sóng sẽ làm cho các mạch in tiếp xúc với nhiệt độ trên điểm sôi của nước (100°C) và đôi khi vượt quá 250°C. Nhiệt độ này là giá trị tối thiểu thách thức đối với khả năng chịu nhiệt của mạch in.
• Độ ẩm bị giữ lại trong nền mạch in bốc hơi, tạo ra áp suất bên trong, tình trạng này xảy ra khi có độ ẩm dư tồn tại ở lớp bên trong của mạch in.
• Nếu áp suất vượt quá khả năng chịu đựng của lớp keo dính, hiện tượng tách lớp sẽ xảy ra—đặc biệt tại những vị trí yếu nhất như lỗ thông hoặc mép miếng đồng.

Các nguyên nhân phổ biến gây tách lớp trong quá trình lắp ráp:

• Chỉ số Tg không đầy đủ hoặc không chính xác trong vật liệu lớp phủ (ví dụ: sử dụng vật liệu FR-4 với loại Tg không phù hợp cho hàn không chì). Trong yêu cầu quy trình sản xuất mạch in, việc lựa chọn đúng thông số kỹ thuật và chủng loại vật liệu nền là đặc biệt quan trọng.
• Các bảng mạch không được nướng trước hoặc đóng gói chân không, bị phơi nhiễm độ ẩm trước khi hàn. Trong các quy trình sản xuất hiện tại, yếu tố này hầu như không còn là nguyên nhân phổ biến. Tuy nhiên, đối với vật liệu đã mở bao bì, cần sử dụng càng sớm càng tốt để tránh tổn thất vật liệu.
• Vật liệu nền PCB chất lượng kém đã hấp thụ độ ẩm hoặc suy giảm chất lượng.

Tại Sao Có Thể Xảy Ra Bong Tróc Quy Mô Lớn

• Nếu hiện tượng bong tróc bắt đầu từ một điểm hàn, nó có thể lan rộng ra ngoài, dẫn đến hiện tượng bong tróc quy mô lớn ảnh hưởng đến nhiều lớp vật liệu nền.

Các Loại Kiểm Tra Để Đo Lường Hiện Tượng Bong Tróc PCB

Các loại kiểm tra nghiêm ngặt để đo lường hiện tượng bong tróc được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp PCB, cho phép phát hiện chủ động và đảm bảo chất lượng.

Các Phương Pháp Kiểm Tra Chính

Các phương pháp ngăn ngừa bong tróc lớp và giải pháp

Bảo vệ khỏi hiện tượng bong tróc lớp là biện pháp đa phương diện, dựa vào thiết kế, bảo quản, xử lý và cả mối quan hệ với nhà cung cấp.

Thiết kế và Lựa chọn Vật liệu

• Sau khi hiểu rõ hiệu suất cuối cùng và ứng dụng của vật liệu, hãy lựa chọn vật liệu FR-4 hoặc các vật liệu PCB thay thế có chỉ số Tg và khả năng chống ẩm phù hợp.
• Nếu sản phẩm được sử dụng trong môi trường độ ẩm cao, trong quá trình lắp ráp PCBA cần sử dụng nhựa tăng cường hoặc phủ lớp bảo vệ đồng hình (conformal coating).

Kiểm soát Sản xuất và Xử lý

• Duy trì kiểm soát độ ẩm nghiêm ngặt trong khu vực lưu trữ và gia công, tuân thủ nghiêm ngặt các quy định và quy trình vận hành.
• Hãy nướng tất cả các mạch in để loại bỏ độ ẩm trước khi hàn, đặc biệt là trước khi thực hiện các lần hàn ở nhiệt độ cao hoặc nhiều lần.
• Kiểm toán nhà cung cấp về khả năng truy xuất nguồn gốc nguyên vật liệu và yêu cầu vật liệu có đúng loại Tg.

Thực hành Tốt Nhất trong Lắp ráp

• Sử dụng đúng chế độ nhiệt để đảm bảo lớp bề mặt của mạch in và lớp đồng không bao giờ vượt quá giới hạn do nhà sản xuất quy định.
• Cho phép làm nguội giữa các chu kỳ nhiệt để giảm thiểu mệt mỏi do giãn nở/co rút.

Xử lý an toàn

• Đào tạo nhân viên về việc xử lý nhẹ nhàng và đeo găng tay để tránh các vết nứt vi mô.
• Kiểm tra định kỳ các hiện tượng như rỗ, phồng rộp và các khu vực tách lớp nhỏ; ngay khi phát hiện bất kỳ vật liệu bất thường nào, cần phân loại ngay vào khu vực vật liệu không thể sử dụng và yêu cầu lưu trữ đúng cách.

Kiểm soát môi trường

• Sử dụng kho có điều hòa nhiệt độ để bảo quản các vật liệu laminate.
• Giám sát bằng cảm biến độ ẩm và nhiệt độ để tránh hấp thụ độ ẩm.

Các bước sửa chữa tách lớp PCB

Nếu đã xảy ra hiện tượng tách lớp, chức năng của một số vật liệu vẫn có thể được khôi phục thông qua sửa chữa chuyên nghiệp:

• Chẩn đoán bằng kiểm tra trực quan hoặc SAM.
• Ngừng mọi thao tác xử lý thêm (để ngăn ngừa sự lan rộng của bong bóng hoặc khe hở).
• Làm sạch khu vực cẩn thận—tránh sử dụng các chất tẩy rửa mạnh có thể làm tan keo dính.
• Khoan một lỗ nhỏ nếu cần để tiêm epoxy vào vùng bị tách lớp.
• Tiêm keo epoxy chất lượng cao và áp dụng lực nén.
• Làm đông cứng trong điều kiện nhiệt độ được kiểm soát để khôi phục độ bám dính.
• Kiểm tra lại bằng các bài kiểm tra dẫn điện và bài kiểm tra chịu lực.

Các câu hỏi thường gặp

Câu hỏi: Nguyên nhân chính gây bong tróc lớp trong các mạch in đa lớp hiện đại là gì?

Câu trả lời: Các yếu tố chính có thể dẫn đến hiện tượng bong tróc lớp ngày nay bao gồm độ ẩm không được kiểm soát trong vật liệu nền mạch in và nơi lưu trữ, sử dụng vật liệu ép lớp có chỉ số Tg không phù hợp hoặc quá thấp so với quy trình lắp ráp, cũng như các phương pháp sản xuất hoặc ép lớp kém chất lượng.

Câu hỏi: Làm thế nào để ngăn ngừa hiện tượng bong tróc lớp nếu mạch in phải trải qua nhiều chu kỳ hàn hoặc sửa chữa?

Câu trả lời: Sử dụng vật liệu mạch có chỉ số Tg cao, theo dõi chặt chẽ độ ẩm, đóng gói hút chân không giữa các công đoạn, và sấy khô mạch trước khi đưa trở lại môi trường nhiệt độ cao.

Câu hỏi: Liệu mọi vùng bị đổi màu hay bong bóng đều cho thấy hiện tượng bong tróc lớp nghiêm trọng?

A: Không phải mọi dị thường hình ảnh đều yêu cầu loại bỏ. Những đốm trắng nhỏ bị tách lớp (measling) có thể chưa gây tách lớp, nhưng luôn cần theo dõi sự lan rộng. Sự đổi màu thường báo hiệu độ ẩm bị giữ lại — hãy xử lý nguyên nhân gốc rễ trước khi tiếp tục lắp ráp.

Q: Sự khác biệt giữa hiện tượng measling, crazing và delamination là gì?

A: Measling là hiện tượng hình thành các đốm trắng nhỏ, crazing xuất hiện như mạng lưới các vết nứt nhỏ, còn delamination là hiện tượng tách rời vật lý thực sự hoặc xuất hiện bong bóng giữa các lớp laminate của mạch in hoặc giữa đồng và nền.

Q: Liệu việc sử dụng chất làm sạch không đúng có thể gây ra hiện tượng delamination không?

A: Có — đặc biệt các dung môi mạnh có thể làm suy giảm độ bám dính ở lớp bề mặt của mạch in hoặc giữa các lớp, cuối cùng dẫn đến hiện tượng delamination.

Q: Tại sao một số khu vực nhất định trên mạch lại dễ bị delamination hơn những khu vực khác?

A: Hiện tượng tách lớp thường bắt đầu tại các điểm chịu ứng suất nhiệt hoặc cơ học — các cạnh, cụm lỗ thông mạch (via), hoặc xung quanh các mắt hàn — đặc biệt là nơi mật độ dây dẫn cao hoặc nơi các lớp có độ kết dính thấp hơn.

Q: Những loại kiểm tra nào nên được thực hiện trong quy trình kiểm soát chất lượng đầu vào và đầu ra đối với mạch in (PCB)?

A: Sử dụng phân tích thiết diện nhỏ (microsection analysis), TMA, IST, SAM và thử nghiệm nổi chảy hàn để đo lường cả hiện tượng tách lớp tiềm ẩn lẫn đang tồn tại trong mọi lô sản phẩm quan trọng. Luôn ghi chép và theo dõi xu hướng các dạng lỗi.

Kết luận và Tổng hợp lại các Thực hành Tốt nhất

PCB là một vật liệu điện tử được xử lý với độ chính xác cao. Nó có yêu cầu và tiêu chuẩn rất nghiêm ngặt đối với việc lựa chọn và bảo quản vật liệu, kiểm soát quy trình, cũng như đóng gói chân không và lưu trữ sản phẩm hoàn thiện. Bong lớp là một cơ chế hỏng hóc phức tạp do độ ẩm, lựa chọn vật liệu, quy trình sản xuất kém và xử lý nhiệt không đúng cách gây ra. Những sự cố nghiêm trọng như hiện tượng bong tróc trên diện rộng, hỏng hóc đột ngột tại thực địa và các sự kiện thu hồi đều bắt nguồn từ những nguyên nhân chính này của hiện tượng bong lớp PCB; sau khi xác định được vấn đề, hãy lựa chọn giải pháp phù hợp và giảm thiểu tổn thất ở mức tối đa có thể.

Danh sách kiểm tra phòng ngừa bong lớp của bạn:

• Luôn sử dụng đúng loại vật liệu mạch in có chỉ số Tg được chứng nhận phù hợp với nhiệt độ quy trình cụ thể của bạn.

• Kiểm soát chặt chẽ cách thức và nơi bảo quản vật liệu tấm lớp, và đảm bảo tất cả các mạch PCB —được đưa vào hoặc xuất ra—đều được xử lý theo các quy định nghiêm ngặt về điều kiện khí hậu.

• Thiết lập giám sát độ ẩm và không được bỏ qua bước nướng trước, đặc biệt là đối với các mạch có thể đã hấp thụ độ ẩm.

• Chọn những nhà cung cấp có chứng nhận đáng tin cậy cho quy trình và vật liệu của họ, và thường xuyên kiểm tra họ.

• Đào tạo mọi người thao tác hoặc lắp ráp mạch về hiện tượng bong lớp và cách ngăn chặn nó —điều đó có nghĩa là dạy họ nhận biết và báo cáo bất cứ điều gì trông hoặc hoạt động bất thường.

• Thực hiện các bài kiểm tra mạnh mẽ, đáng tin cậy để phát hiện hiện tượng bong lớp như một phần trong quy trình kiểm tra thông thường và kiểm soát chất lượng cuối cùng.