FPC為什么會分層鼓包？

1 背景介紹

本文失效產(chǎn)品為FPC（柔性印刷電路板Flexible Printed Circuit），產(chǎn)品經(jīng)過回流焊接后，出現(xiàn)起泡現(xiàn)象，部分位置出現(xiàn)分層現(xiàn)象。下文通過測試分析1pc 失效FPC、6pcs OK FPC半成品，找出FPC鼓包分層的原因。

2 檢查分析

2.1 外觀檢查

利用超景深數(shù)碼顯微鏡對失效FPC及同批FPC表面進(jìn)行光學(xué)檢查。失效FPC表面多處區(qū)域可見明顯鼓包異常，OK FPC半成品表面未見明顯鼓包等異?，F(xiàn)象。

2.2 剖面觀察

利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡對失效FPC及OK FPC切片截面進(jìn)行形貌觀察及成分分析，如圖1所示。

失效FPC鼓包位置切片后，均發(fā)現(xiàn)界面分離現(xiàn)象，分離位于粘合劑與PI膜之間；OK FPC切片后均未發(fā)現(xiàn)界面分層現(xiàn)象。

圖1 失效FPC鼓包位置及OK FPC切片后截面形貌觀察

2.3 剝離分析

利用掃描電子顯微鏡對剝離后界面進(jìn)行形貌觀察及成分分析，如圖2、3所示。

失效FPC：分離界面位于PI膜與粘合劑之間，與剖面觀察結(jié)果一致；分離界面光滑，未見明顯粘結(jié)特征；分離界面未見明顯異物殘留痕跡，粘合劑側(cè)探測到C、N、O、Al、S元素，PI膜側(cè)探測到C、N、O、Si元素。

OK FPC半成品：分離界面位于粘合劑內(nèi)部；分離界面粗糙，可見明顯粘結(jié)特征；分離界面未見明顯異物殘留痕跡，界面一側(cè)探測到C、N、O、Al、P元素，另一側(cè)探測到C、N、O、Al、P、Cu元素。

圖2 失效FPC鼓包區(qū)域分離界面分析結(jié)果

圖3 OK FPC半成品機械剝離后分離界面形貌觀察及成分分析結(jié)果

2.4 FTIR分析

使用FTIR對2款FPC產(chǎn)品粘合劑部分進(jìn)行成分分析，結(jié)果顯示：

1. OK FPC半成品中粘合劑成分主要為氫氧化鋁阻燃的環(huán)氧樹脂；

2. 失效FPC粘合劑成分主要為MCA（三聚氰胺氰尿酸鹽）阻燃的環(huán)氧樹脂；

3. OK FPC半成品粘合劑與失效FPC粘合劑成分不同，固化程度沒有明顯差異；

圖4 失效FPC、OK FPC半成品及同批FPC剝離界面FTIR分析結(jié)果

2.5 熱學(xué)分析

參考標(biāo)準(zhǔn)ISO 11358-1-2022 塑料 高聚物熱量的分析法(TG)第一部分：一般原則對二者分別進(jìn)行TGA測試，結(jié)果如圖5所示。

結(jié)果顯示，失效FPC中粘合劑剩余質(zhì)量較OK FPC半成品粘合劑偏低，說明失效FPC產(chǎn)品加熱過程中確實存在氣體放出現(xiàn)象。

圖5 失效FPC及OK FPC半成品中粘合劑TGA測試結(jié)果

2.6 小結(jié)

失效FPC產(chǎn)品鼓包分層的原因主要因其粘合劑中阻燃劑成分為MCA（三聚氰胺氰尿酸鹽），該阻燃劑受熱會迅速升華分解，帶走熱量，降低高聚物材料的表面溫度，同時散發(fā)惰性氣體、NH3、三聚氰胺等，最終導(dǎo)致FPC樣品鼓包分層。OK FPC半成品粘合劑中阻燃劑為氫氧化鋁阻燃劑，其阻燃機理與MCA完全不同，進(jìn)而不會發(fā)生鼓包分層異常。

3 結(jié)論

失效FPC產(chǎn)品鼓包分層的原因主要因其粘合劑中阻燃劑成分為MCA（三聚氰胺氰尿酸鹽），該阻燃劑受熱會迅速升華分解，散發(fā)惰性氣體、NH3、三聚氰胺等，最終導(dǎo)致FPC鼓包分層。

4 建議

對FPC來料進(jìn)行高溫試驗驗證，避免異常物料流入產(chǎn)線。

*** 以上內(nèi)容均為原創(chuàng)，如需轉(zhuǎn)載，請注明出處 ***