Вздутие (blister) — это критический дефект печатной платы, представляющий собой локальное расслоение (delamination) внутри структуры материала. Оно проявляется в виде выпуклого пузыря или вздутия на поверхности, вызванного давлением газов или паров, скопившихся в образовавшейся полости между слоями. Этот дефект напрямую указывает на нарушение адгезионной связи в одном из ключевых интерфейсов: между медной фольгой и диэлектриком (copper-to-resin adhesion), между слоями препрега (prepreg) в многослойной плате или между диэлектриком и защитным покрытием (паяльной маской, coverlay).
Причины возникновения
Дефект формируется под воздействием высоких температур, чаще всего в процессе пайки (волной или оплавлением), но может проявиться и при термоциклировании. Основные технологические причины:
-
Избыточное содержание летучих веществ (volatile content) в материале (недостаточно высушенный препрег, остатки растворителей).
-
Загрязнение поверхности перед ламинированием (пыль, масло, окислы).
-
Нарушение режимов ламинирования (недостаточное давление, температура или время выдержки).
-
Термический удар (thermal shock) при превышении допустимой температуры пайки для данного материала (например, для FR-4 с низким Tg).
Классификация и контроль
Вздутия классифицируются по их расположению и размеру. Стандарты приёмки, такие как IPC-A-600 и IPC-6012, устанавливают строгие критерии для данного дефекта. Для плат класса 2 и 3 (промышленного и высоконадёжного назначения) вздутия, как правило, недопустимы. Для контроля используется визуальный осмотр, часто с применением увеличительной техники, а также неразрушающие методы, например, ультразвуковая дефектоскопия (ultrasonic inspection).
ГОСТ
Критерии приемлемости вздутий детализированы в ГОСТ Р 56251-2014. Для плат класса 1 (общего назначения) допустимость ограниченных дефектов может оговариваться в технических условиях. Для ответственных применений (класс 2 и особенно класс 3 по ГОСТ Р 56251-2014) любые вздутия являются недопустимым дефектом, ведущим к браковке изделия, что также коррелирует с общими требованиями ГОСТ Р 55490-2013.
Последствия и значимость
Дефект является необратимым и ведёт к катастрофическому снижению надёжности платы: ухудшению электрической изоляции, снижению механической прочности, образованию трещин в проводниках и, как следствие, к отказу изделия в процессе эксплуатации. Обнаружение вздутия на выходном контроле контрактного производства (EMS) означает брак всей единицы продукции или, при массовом характере, необходимость анализа и корректировки всего технологического процесса.
Источники: Стандарты IPC-A-600 (Acceptability of Printed Boards), IPC-6012 (Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards), техническая документация производителей базовых материалов, ГОСТ Р 55490-2013.