保形涂层可以阻挡电路板表面的湿气、粉尘和杂质。但是，当涂层粘附得不够好时，它不仅会失去保护作用，而且还会成为表面上水分和杂质的永久聚集地，导致情况比不涂涂层时恶化得更快。
本文介绍了如何读取切片上的剥落涂层和焊盘剥落痕迹、如何区分来源以及生产中需要哪些控制点。
1. 为什么涂层会剥落？
涂层附着力取决于三个因素：表面是否清洁、表面是否干燥以及涂层是否已正确固化。如果没有这些元素，涂层在首次涂覆时可能看起来仍然正常，但随着时间的推移会逐渐剥落。
| 原因 | 机制 | 切片上的标记 |
|---|---|---|
| 表面污染 | 杂质阻止涂层与表面直接接触 | 涂层距离表面很薄，中间有一条奇怪的条纹 |
| 水分残留在表面 | 固化过程中水分上升，产生气穴或降低粘附力 | 界面上有小凸起或间隙 |
| 冷冻蛇是不够的 | 涂层仍然很软，可以很容易地从表面上切掉或拉下来 | 涂层变形，剥离边缘拉伸成纤维 |
| 涂层后的机械应力 | 组件产生的剪切力或拉力作用在涂层边缘 | 剥落从边缘开始或从组件的边缘开始 |
| 不相容材料 | 涂层具有与基材不同的膨胀率，根据热循环分离 | 沿热应力方向广泛剥落 |
2. 气泡的类型及识别方法
- 边缘剥落：涂层从边缘开始或从部件的边缘开始与表面分离。这种形式通常是由于机械力造成的。
- 广域：涂层分离成大块，通常与热应力或残留水分有关。
- 焊点局部剥落：涂层与锡表面分离，但仍然附着在周围的基材上，通常是因为锡表面有氧化层或助焊剂残留物。
- 盖子下的气穴：涂层和表面之间的封闭空间，没有完全分离，但仍然形成湿气路径。
- 根据组件腿部面积的法兰：涂层在组件底部分离，形成一个间隙，将水分直接传导到焊点。
3. 切片上的读取标记
| 痕迹 | 含义 |
|---|---|
| 涂层厚度根据位置而定 | 识别异常薄的区域，这是保护最薄弱的地方 |
| 界面接触状态 | 区分涂层是靠近表面还是远离间隙 |
| 材料在间隙中 | 如果有杂质，就证明表面没有清理干净 |
| 剥离起始位置 | 从边缘、从组件边缘或从任何其他点开始 |
| 涂层出现裂纹 | 即使涂层没有从表面剥落，涂层开裂也会产生湿气路径 |
4. 焊盘剥落和基材材料开裂
一种相关但更严重的损伤形式是焊盘脱落：铜焊盘与背衬材料分离，或者背衬材料在焊盘正下方破裂。两种常见机制：
- 牵引力过大：当拆卸元件、拉电线或拧紧连接器时，力会传递到焊盘并将其与材料分离。
- 垫板正下方的基材开裂：这种形式不会导致焊盘完全分离，但会削弱粘合力，从而在施加额外的热应力时导致开路。
在切片上，第二种形式更难看到，因为垫仍然处于正确的位置。明显的迹象是基材上的裂纹位于焊盘边缘下方，应使用高放大倍数仔细观察。
5. 涂层失效时的影响
| 影响力 | 机制 | 表达 |
|---|---|---|
| 水分和杂质积聚 | 涂层与表面之间的间隙成为路径 | 随着时间的推移会腐蚀金属表面 |
| 两个接近点之间漏电 | 间隙中的导电杂质形成导电路径 | 漏电流随着环境湿度的增加而增加 |
| 电化学腐蚀 | 湿气与电压结合会在连接处产生腐蚀反应 | 金属腐蚀，接触电阻增大 |
| 降低焊点的机械强度 | 腐蚀性材料会削弱焊点 | 经过多次环境循环后出现开裂 |
6. 生产中的控制点
- 涂装前清洁表面：这是最重要的一步，也是最容易被忽视的一步。
- 控制残留水分：涂装前应在适当的时间和温度下干燥。
- 确保它完全冻结：根据材料制造商的建议检查固化时间和温度。
- 避免涂层后的机械应力：检查后涂覆步骤是否意外撞击涂层边缘。
- 定期切片检查：传统的附着力测试无法检测涂层下的气穴。
7. 常见问题
镀层剥落一定是涂层材料的问题吗？
不会。最常见的原因是涂层前表面未正确清洁或仍然潮湿。更换材料前有必要检查工艺。
有没有一种方法可以在不切割样品的情况下测试附着力？
有表面附着力测试，但它们仅评估测试部位的涂层，而不检测下面的气穴或局部间隙。切片添加了该信息。
盖子下面的气穴总是有问题吗？
不是立即。但它是一个潜在的水分管道，在高度潮湿或污染的环境中，它会成为腐蚀起始点。
通过正常测试可以检测到烟枪垫吗？
仅当垫分离时才可见。如果焊盘下方基材材料的裂纹通常不明显，则必须使用切片或电阻测试。
应该重点切割哪里？
您应该选择具有许多引脚组件的区域、涂层和组件引脚之间的接口以及连接器附近的区域 – 最容易受到机械和潮湿影响的地方。
八、结论
涂层只有真正粘附到整个表面时才有效。一个小间隙就足以将保护层变成永久性的湿气陷阱，其后果会以腐蚀和漏电的形式出现。
要做到四件事：控制涂装前的清洁和干燥；检查第一批切片是否有气穴和间隙；清楚地说明剥离开始的位置，以推断应力源；并结合环境试验来评估一段时间内的实际影响。
参考资料
- IPC-A-610 — 电子组件的验收标准，保护涂层部分。
- IPC-CC-830 — 印刷电路板保护涂层材料标准。
- IPC-TM-650 方法 2.1.1 — 显微切片。
- J-STD-001 — 电气焊接和电子组装的要求。
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