裂缝(孔铜断裂)

裂缝的定义

裂缝(Corner Crack),又称孔铜断裂。是制作成型后的线路板必须做热应力漂锡试验(288℃/10秒),以模拟线路板在后续的多种高温作业中的可靠性。一般FR-4基材的Tg值只在125℃~130℃左右,经历高温大热量的冲击下,势必会出现X、Y与Z等三个方向的剧烈膨胀,其中Z方向膨胀对通孔镀铜孔壁影响最大,对高纵横比(Aspect Ratio)的深孔尤其容易发生"裂缝"(Corner Crack)的故障。

裂缝的原因当然是电镀铜层的高温Z延伸率(High Temp. Z longation)低于Z膨胀的实际状态,而在应力相对集中的外环转角处发生的断裂。

IPC-6012裂缝定义图中,将孔壁镀铜层的断裂分成六种,事实上常见的也只有B类、C类和F类而已。

IPC-6012裂缝定义图

IPC-6012B裂缝的规定

IPC-6012B对裂缝的规定表

性能
1级2级3级
内层铜箔裂缝如未延伸穿透铜箔,仅允许一侧有C型裂缝。不允许不允许
外层铜箔裂缝(A、B型和D型裂缝)

不允许有D型裂缝,允许有A型和B型裂缝。

不允许有B型和D型裂缝,允许有A型裂缝。不允许有B型和D型裂缝,允许有A型裂缝。
孔壁拐角裂缝(E型和F型裂缝)不允许不允许不允许

内环裂缝

对于Class2板类,IPC-6012对多层板漂锡试验所发生的内环破裂或微裂是不能允收的。"内环"破裂大多发生在漂锡那一面的次内层。发生的原因是由于该内层铜箔(Grade 1 电镀铜箔)耐不住高温热应力的拉扯。

不过正常出货的喷锡板很少会发生"裂环"的,只有刻意做的"热应力"漂锡试验才会发生此种故障。

内环裂缝1:

内环裂缝

说明:左图为裂环切片影像图,右图为轻微内环破裂的情形。

内环裂缝2:

内环裂缝

说明:左图不但各内环拉裂,甚至拉到移位,而且互连延伸性能很好的电镀孔铜壁也拉断了。含湿气的样板只要一进锡锅就会劈哩叭啦的作响。右画面也是热胀强力猛拉后又不正常的迅速收缩,结果使内环被拉裂后又再缩回而造成错位,因而出现了裂环处断裂分离错位的怪异情形。

内层铜箔镀层裂缝

IPC-A-6000G规定

允收:1级、2级、3级:

内层铜箔镀层无裂缝切片图

说明:内层铜箔镀层无裂缝,允收。

拒收:2级、3级:

内层铜箔镀层裂缝切片图

说明:内层铜箔镀层裂缝,拒收。

孔壁镀层裂缝

IPC-A-600G规定

允收:1级、2级、3级:

线路板孔壁层无裂缝切片图

说明:孔壁镀层无裂缝,允收。

拒收:2级、3级:

线路板孔壁镀铜层出现裂缝切片图

说明:孔壁镀铜层出现裂缝,拒收。

拐角裂缝(孔角断裂)

拐角裂缝(Corner Crack),也称为孔角断裂。根据IPC-A-600G规定如下。

允收:1级、2级、3级:

漂锡试验孔拐角镀铜层未发生裂缝切片图

说明:孔拐角镀铜层未发生裂缝,允收。

拒收:2级、3级:

漂锡试验孔拐角镀铜层发生裂缝切片图

说明:孔拐角镀铜层发生了破裂,拒收。

A型破裂:

漂锡试验拐角裂缝之A型破裂切片图

说明:上面的两张拐角裂缝切片影像图均为裂缝。右图显示,一次焦磷酸铜已被拉断,而二次硫酸铜仍未拉裂。这种情况属IPC的"A破裂"。

拐角裂缝切片:

漂锡试验拐角裂缝切片图

说明:刻意将裂缝处以1000X之明视与暗视放大详细观察,似乎可隐约体会到外环被Z膨胀猛力垂直掀起,斜向活生生拗断的过程。

原因:这种裂缝可能有两种原因,其一是树脂Tg不足,以致Z膨胀太大;其二是电镀铜层的物理性能不良,尤其是"延伸率"太低,可从添加剂的上进行改善,才能彻底解决问题。

拐角裂缝切片:

漂锡试验拐角裂缝切片图

说明:左图出现一铜镀层断裂而二铜镀层全部断裂,而且孔壁已被弹开的情形。右图的也出现裂缝及弹开的双重故障。


最后更新时间:2025-01-24 22:02:55