Вздутие (англ. bulge) — это видимая локальная деформация поверхности печатной платы, проявляющаяся в виде выпуклого участка. Этот дефект является прямым следствием внутреннего расслоения (delamination) материала основы или отделения медной фольги от диэлектрика. В отличие от общего коробления (warpage), вздутие носит локальный характер и часто указывает на наличие скрытых полостей, заполненных газом или влагой, которые расширились при нагреве.
Причины и механизм образования
Основная причина вздутия — термическое воздействие, превышающее термостойкость материала. Ключевые факторы:
-
Перегрев при пайке особенно критичен для бессвинцовых процессов с пиковыми температурами до 260°C. Если температура платы превышает температуру стеклования (Tg) базового ламината, например, стандартного FR-4 (Tg ~135°C), связующая смола размягчается, а внутренние напряжения и испаряющаяся влага приводят к расслоению.
-
Некачественный материал. Использование ламината с повышенным содержанием летучих веществ, недостаточной степенью отверждения (cure level) или низкой адгезией фольги (copper peel strength). Материалы с высокой гигроскопичностью, не прошедшие предварительную сушку перед пайкой, склонны к образованию пара.
-
Технологические дефекты, такие как недопрессовка многослойной заготовки (voiding), загрязнение в процессе ламинирования или остатки травильного раствора в микрополостях.
Выявление и последствия для надёжности
Вздутие часто обнаруживается визуально или тактильно после операции пайки оплавлением. Для скрытых дефектов применяется ультразвуковой контроль (C-Scan) или термографический анализ. Наличие вздутия — серьёзный браковочный признак для большинства классов изделий по IPC-6012 и ГОСТ Р 55693-2013. Дефект нарушает механическую целостность платы, снижает электрическую прочность изоляции и может стать каналом для проникновения влаги и ионных загрязнений, ведущих к коррозии и электромиграции. В зоне вздутия возможны обрывы проводников и нарушение целостности переходных отверстий.
Подход в производстве
Предотвращение вздутия — задача входного контроля материалов и строгого управления процессами. Технологи контролируют температуру пайки, следят за соблюдением профиля нагрева, соответствующего Tg используемого материала. Для ответственных изделий применяют ламинаты с повышенной термостойкостью: FR-4 High Tg (Tg > 170°C), материалы на полиимидной основе (например, Kapton) или специальные термостойкие марки от производителей Isola или Nelco. Обязательной является предпроизводственная сушка (baking) плат, хранившихся в условиях повышенной влажности.
Источники: IPC-A-600G «Acceptability of Printed Boards» (изображения и критерии для расслоений), IPC-6012E «Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards», ГОСТ Р 55693-2013 «Платы печатные жёсткие. Технические требования», спецификации на материалы IPC-4101.