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鋁基板作為一種具備優(yōu)異散熱性能的金屬基覆銅板，在LED照明產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。其典型結(jié)構(gòu)由三層組成：電路層（銅箔）、絕緣層以及金屬基層。提高鋁基板可靠性，可保障產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、提升品牌形象，對電子行業(yè)發(fā)展和用戶安全意義重大。
然而，近期在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，某批次鋁基板在經(jīng)過三次回流焊后雖無異常，但在返修階段卻出現(xiàn)了局部鼓包現(xiàn)象。本文將詳細闡述這一問題的分析過程，并提出相應(yīng)的改善措施。
1.外觀分析
NG樣品多個位置發(fā)現(xiàn)鼓包異常現(xiàn)象，鼓包異常主要發(fā)生在LED透鏡固定點周圍。
2.切片分析
2.1 金相觀察
不良樣品NG1、NG2截面：鼓包分層均發(fā)生在鋁基板與絕緣層之間。
正常樣品OK1截面：絕緣層與鋁基板之間結(jié)合未見明顯異常。
2.2 SEM+EDS分析
NG1截面分析顯示：鼓包分層發(fā)生在鋁基板陽極氧化層與絕緣層之間，分離界面未見異物存在，NG2失效現(xiàn)象與NG1一致。
OK1截面分析顯示：基板結(jié)構(gòu)為鋁基板+鋁基板陽極氧化層+絕緣層+銅層+白油層；各層界面結(jié)構(gòu)良好，未見明顯異常。
3.剝離分析
1) NG鼓包分層位置剝離后，剝離兩側(cè)脫落界面完整，鋁基板側(cè)幾乎無絕緣層殘留，說明絕緣層與鋁基板結(jié)合存在異常。經(jīng)EDS分析，鋁基板側(cè)界面含Al、O、C、S元素，絕緣層側(cè)界面含有C、Al、O 元素，未發(fā)現(xiàn)異常元素存在，初步排除界面污染對分層的影響。
2) OK1正常位置剝離絕緣層后鋁基板界面殘留大量的絕緣層材料，說明絕緣層與鋁基板結(jié)合良好；經(jīng)EDS分析，鋁基板側(cè)界面含Al、O、C、S元素。
4.紅外光譜分析
不良品其他批次&不良品NG批次的絕緣層成分均為雙酚A型環(huán)氧樹脂，且固化程度高，兩個批次間固化度無明顯差異。
5.熱應(yīng)力測試
未烘烤樣品：經(jīng)過三次漂錫試驗后，不良品NG批次PCB出現(xiàn)異常鼓包，現(xiàn)象與不良失效品一致，切片顯示鼓包分層發(fā)生在絕緣層與鋁基板之間；而不良品其他批次未見鼓包等明顯異常，切片顯示絕緣層與鋁基板之間結(jié)合未見異常。
烘烤后樣品：經(jīng)過三次漂錫試驗后，不良品NG批次和不良品其他批次樣品均未見鼓包等明顯異常，且切片顯示絕緣層與鋁基板之間結(jié)合未見異常。
綜上所述，光板不良品NG批次出現(xiàn)鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關(guān)。
6.討論與分析
通常影響絕緣層與鋁基板之間界面結(jié)合強度的因素有以下幾點：
①分層界面存在污染；
②PCB受潮；
③絕緣層固化不完全。
通過剝離分析，分層界面未發(fā)現(xiàn)異常元素存在，故排除界面存在污染；熱應(yīng)力分析結(jié)果，證明PCB鼓包與板材受潮直接相關(guān)；紅外光譜分析結(jié)果，說明絕緣層固化良好；故不良品出現(xiàn)鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關(guān)。
PCB吸潮后容易鼓包分層的原因推測為：PCB受潮后，絕緣層吸收水汽膨脹，弱化絕緣層與鋁基板之間界面結(jié)合狀態(tài)，返修高溫時，內(nèi)應(yīng)力增加，最終導(dǎo)致界面脫開而出現(xiàn)鼓包分層異常。
綜上所述，鋁基板返修過程出現(xiàn)局部鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關(guān)。
建議：返修前進行預(yù)烘烤處理。
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