在PCB制造與驗收階段,內(nèi)層短路一直被視為最基礎(chǔ)、也是最關(guān)鍵的質(zhì)量紅線。只要電測通過、內(nèi)層無短無斷,很多項目就會默認(rèn)“PCB本身是可靠的”。但在實際應(yīng)用中,卻經(jīng)常出現(xiàn)一種讓人困惑的現(xiàn)象:PCB在出廠和裝配階段一切正常,使用一段時間后卻逐漸出現(xiàn)性能下降,甚至功能失效。問題并不在“有沒有短路”,而在于——長期可靠性早已在內(nèi)層結(jié)構(gòu)中被悄悄削弱。
你是否遇到過以下問題?
如果出現(xiàn)這些情況,很可能內(nèi)層問題并不體現(xiàn)在“電測結(jié)果”上。
解決方案:從“電測合格”轉(zhuǎn)向“結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定”
內(nèi)層無短路,只能說明當(dāng)前電氣是通的,卻無法保證內(nèi)層在長期應(yīng)力作用下依然穩(wěn)定。
1. 內(nèi)層結(jié)合界面才是可靠性的關(guān)鍵
PCB內(nèi)層并不是簡單的銅與銅疊加,而是銅箔、樹脂、玻纖共同形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。即便沒有短路,如果內(nèi)層結(jié)合界面存在結(jié)合力不足或應(yīng)力集中,問題也只是被延后暴露。在熱循環(huán)、電流加載或機械應(yīng)力作用下,這些界面會逐漸劣化。
2. 壓合殘余應(yīng)力不會在電測中體現(xiàn)
多層板壓合過程中形成的殘余應(yīng)力,在出廠時通常是“被鎖住的”。它不會導(dǎo)致短路,也不會影響電測。但在后續(xù)回流焊、高溫運行或冷熱循環(huán)中,這些應(yīng)力會逐步釋放,影響內(nèi)層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
3. 內(nèi)層銅厚與分布不均帶來的隱性風(fēng)險
即便內(nèi)層沒有短路,若銅厚分布不均,局部區(qū)域在通電時會承受更高的電熱應(yīng)力。長期運行后,這些區(qū)域更容易出現(xiàn)微裂紋或?qū)щ娦阅芡嘶_@種變化往往是漸進(jìn)的,而非一次性失效。
4. 板材體系對長期可靠性的影響被低估
很多項目在選材時,僅關(guān)注是否滿足常規(guī)TG或阻燃等級。但不同板材在長期高溫、高濕或電應(yīng)力環(huán)境下,其樹脂穩(wěn)定性差異非常明顯。內(nèi)層無短路,并不代表材料在服役環(huán)境中不會發(fā)生性能衰減。
5. 回流焊是內(nèi)層結(jié)構(gòu)的第一次“壓力測試”
SMT回流焊不僅是焊點的考驗,也是PCB內(nèi)層結(jié)構(gòu)的首次高溫沖擊。如果內(nèi)層結(jié)合本身就處在臨界狀態(tài),多次回流后問題會被進(jìn)一步放大。但這類風(fēng)險很難通過常規(guī)檢驗提前發(fā)現(xiàn)。
6. 為什么可靠性問題總在后期出現(xiàn)?
因為內(nèi)層問題往往不是“是否存在”,而是“何時被觸發(fā)”。在使用初期,各項性能可能完全正常;隨著時間、溫度和應(yīng)力累積,結(jié)構(gòu)劣化才逐漸顯現(xiàn)。這也是很多問題被誤判為“偶發(fā)失效”的原因。
7. 僅靠電測,無法覆蓋長期風(fēng)險
電測只能驗證靜態(tài)電氣連接是否正常,卻無法反映內(nèi)層結(jié)構(gòu)在動態(tài)應(yīng)力下的變化趨勢。真正的長期可靠性,需要從結(jié)構(gòu)、材料和工藝多個維度綜合評估。
8. 制造端如何提前降低風(fēng)險?
在一些對可靠性要求較高的項目中,制造端會重點關(guān)注壓合工藝穩(wěn)定性、材料匹配和內(nèi)層結(jié)構(gòu)一致性,而不是僅以電測結(jié)果作為放行依據(jù)。在實際項目中,捷創(chuàng)電子在處理多層板與高可靠性PCBA時,會結(jié)合后段裝配和使用環(huán)境,對內(nèi)層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行更前置的評估,減少問題在客戶端暴露的概率。
總結(jié)
PCB內(nèi)層無短路,只能說明“當(dāng)下合格”,卻不能代表在長期使用中依然可靠。真正決定產(chǎn)品壽命的,往往是那些在電測中看不見的結(jié)構(gòu)問題。只有把目光從“有沒有問題”轉(zhuǎn)向“能穩(wěn)定多久”,PCB的長期可靠性才能真正可控。