PCB電路板會(huì )發(fā)生爆板(popcorn)或分層(Delamination)的主要原因不外乎①板材吸水②α2/z-CTE太大這兩大類(lèi)，而「板材吸水」所造成的爆板更占了70%的不良，其他原因如PCB結構之漲縮不均，冷熱不均、制程受傷與黑化不良... 等雖然也不能排除其可能性，但其比率都不太高就是了。

為什么“水”是造成PCB爆板的主要原因？

“水”在100°C以下的時(shí)候對爆板的影響不大。當溫度超過(guò)100°C后，“水”就會(huì )成為樹(shù)脂的可塑劑。樹(shù)脂吸水較多時(shí)Tg會(huì )下降（△Tg應該小于5°C）且橡膠態(tài)會(huì )提早到來(lái)，將引發(fā)板材Z方向瞬間腫脹(Swelling)而快速開(kāi)裂（100°C～Tg之間最容易發(fā)生），水蒸氣超過(guò)100°C后的氣壓(psi)將成等比級數增加。

通常板材的X與Y之CTE(膨脹系數)較穩定，約在15～16ppm/°C之間。 另外，板材內的隱性水份也會(huì )變成樹(shù)脂的可塑劑，與外部的水份一起助紂為孽。

當樹(shù)脂溫度超過(guò)Tg點(diǎn)之后，就會(huì )轉變?yōu)橄鹉z態(tài)，這時(shí)候“水”份對爆板已經(jīng)轉變成為配角，而且這時(shí)候的水份也大多已經(jīng)該變成水蒸氣蒸發(fā)掉了，再說(shuō)橡膠態(tài)是軟的，也不容易有爆板才對。

PCB的“水”從哪里來(lái)？

既然“水”對爆板這么重要，那我們得好好研究一下水從哪里來(lái)，就我們普遍的了解與認知，大部分的“水”可能都來(lái)自于外界，可能是在PCB制程時(shí)吸入附著(zhù)，或是PCB存放時(shí)從環(huán)境中逐漸擴散(Diffusion)進(jìn)入；但板材內部結構容易藏水也是可能的原因之一；另外一個(gè)你可能想不到的，PCB樹(shù)脂的分子式里也藏著(zhù)水分子，加熱之后會(huì )自行產(chǎn)生水分。 所以總結板材吸“水”及藏水處有：

1、樹(shù)脂分子本身具有的結構水（樹(shù)脂分子結構遠本具極性(polarity)處已經(jīng)隱含水分子，只要化學(xué)式中含有OH就有機會(huì )形成水）。

2、樹(shù)脂與玻璃纖維接口處容易藏水（板材使用一條樹(shù)脂與一條玻璃纖維用經(jīng)緯編織而成，如果編織不夠密實(shí)，就會(huì )有縫隙，一般建議選用低透氣率的扁纖布比較不易藏水）。

3、樹(shù)脂與銅箔接口處也容易藏水。

4、板材的空洞處會(huì )藏水。

PCB吸水爆板的改善方案－烘烤

既然「水」是造成PCB爆板的主要原因，所以只要把PCB內的水分去除應該就可以解決大部分的爆板問(wèn)題了，而【烘烤】則是去除PCB外部水份的最佳方法。 既然烘烤的目的是在去除水份，所以烘烤的條件最好要符合下面的要求：

1、烘烤的溫度加熱到100°C以上一點(diǎn)點(diǎn)的地方（建議105°C，因為烤箱的溫度會(huì )有誤差），讓水份可以變成水蒸氣可以比較容易散發(fā)掉。

2、烘烤時(shí)最好把每片板子分開(kāi)來(lái)擺放，這樣水分才比較容易揮發(fā)掉。 如果PCB重迭在一起，水份將無(wú)法有效逸出。

3、烤箱一定要有排氣裝置，否則烘烤時(shí)烤箱內全都是水蒸氣也沒(méi)有用。

從PCB板材的選擇及制程就開(kāi)始管控吸水的條件

雖然烘烤是改善爆板的最佳方法，但是烘烤不但浪費時(shí)間，也浪費設備與人力，而且PCB烘烤之后Tg值會(huì )下降也是問(wèn)題，比較好的方法是從PCB板材的選擇及制程就開(kāi)始管控吸水的條件。

1、板材本身如果有極性，就容易吸水。 盡量選用不會(huì )吸水的樹(shù)脂來(lái)防止板材吸水。

2、可以選用開(kāi)(扁)纖布。 減少樹(shù)脂與玻璃纖維接口的空隙，以降低容易藏水的可能性。

3、PCB壓合過(guò)程管控。 PCB完成壓合與后烘烤的多層板，可以取試樣以相同方法、相同機臺量測兩次Tg值；凡Tg2-Tg1之△Tg超過(guò)2～3°C者（按不同板材而有異），即表示壓合制程之固化反應（Hardening含聚合與交聯(lián)）還不到位，此等未熟化之板類(lèi)將容易吸水，也容易發(fā)生爆板。

4、按TM-650試驗手冊2.4.24.1節TMA法去量測問(wèn)題板之Tg值，并與供貨商之規格值對比。 凡實(shí)測值低于規格值5°C以上者，即表示問(wèn)題板已存在吸水的病灶。 樹(shù)脂中的水分形同可塑劑，不但會(huì )拉低Tg，還會(huì )讓橡膠態(tài)提早到來(lái)。

存放超過(guò)三個(gè)月的多層PCB，可能會(huì )出現應力（來(lái)自壓合）集中行為以及吸水之事實(shí)（會(huì )增大Z脹）。 需執行焊前烘烤（105°C+24小時(shí)）之防爆措施，或利用矯平機50片手機板一迭在氮氣中185°C+70PSI壓烤2小時(shí)。 客戶(hù)端超過(guò)三個(gè)月的板類(lèi)先烘烤再焊者將可減少爆板，烘烤不但增加成本且對OSP也不利。 烘烤時(shí)需單片分開(kāi)烘烤，以利水分充分排出。