有用户询问捷配自己PCB板焊接爆板现象，今天我们就来谈一谈。一般我们称呼PCB及电子零件的【爆米花效应(Popcorn Effect)】是指PCB或电子零件(通常为封装IC)在进入焊接的高温时产生气泡或爆板的现象。
因为其发生的原因与制作爆米花的原理类似，都是因为内含水气，进入高温后，内部水份快速变成水蒸气，温度越高，水蒸气的气压就越大，当气压超过玉米粒外壳或电子零件或PCB叠层结合力所能承受的极限，玉米粒就会瞬间炸开，变成白白胖胖的爆米花；
而PCB的爆米花效应则是造成瞬间分层(delamination)或起泡(blistering)，严重的从外观就可以看到局部白化肿胀(膨龟)现象，轻微的外观看不出来，但是内伤，还检查不出来，成为不定时的质量隐患。
发生爆米花效应的三个基本要件
①电子产品要发生【爆米花效应(Popcorn Effect)】基本上需要符合三个条件，分别为：
● 第一个为水气。
● 第二个为高温。急速进入高温环境，必须超过100˚C以上的环境温度，而且温度越高，水蒸气的体积越大，爆米花的现象就越严重，这是因为H2O的沸点温度在一个大气压下为100˚C，而PCBA的焊接温度必须高于183˚C(Sn63Pd37)或217˚C(SAC305)，甚至更高。
● 第三个为储水空间。严格来说应该是要有半封闭式可容纳水气的容器，也就是要有一个可以让水气缓慢进入，在水份气化膨胀后无法快速逃逸的空间，而符合这个条件的几乎只有封装IC零件与经由叠层黏合而成的PCB。
②电子零件发生【爆米花效应(Popcorn Effect)】的原因：
③PCB发生【爆米花效应(Popcorn Effect)】的原因：
在PCB组装过程中发生【爆米花效应(Popcorn Effect)】一般指PCB发生爆板现象，但不论是爆米花或爆板都只是我们一般口语的用法，
在IPC标准的专业术语中我们会用「分层(delamination)」及「起泡(blistering)」来描述爆米花效应及爆板，這是两种常见的制造缺陷，它们对电路板的性能和可靠性都有较大影响。
分层（Delamination）
分层指的是在PCB制造过程中，由于各种原因，导致多层电路板中的不同层之间发生分离或剥离的现象。分层通常发生在层压过程中，或者在PCB使用过程中由于热应力或机械应力导致。具体来说，分层可能发生在：
● 层间分离：即电路板的导电层和绝缘层（通常是树脂层）之间的分离。
● 树脂分离：即在绝缘层内部的树脂材料之间发生分离。
成因：
● 层压压力不足或层压时间不够。
● 预浸料（prepreg）中的树脂流动性不足或固化不完全。
● PCB受热不均或热冲击，导致不同材料热膨胀不一致。
影响：
● 导致PCB内部短路、开路，影响电气性能。
● 减少电路板的机械强度，增加破损的风险。
起泡（Blistering）
起泡是指PCB的层压材料中由于气体或挥发性物质的滞留，在层与层之间或层内部形成的气泡。这些气泡会导致局部的层间分离，形成凸起的泡状缺陷。
成因：
● 层压时未能充分排出材料中的气体或溶剂，导致这些物质在加热过程中膨胀形成气泡。
● 层压材料中的挥发性物质未完全释放，或者树脂固化过程中产生的气体未及时排出。
● PCB在制造或使用过程中暴露在高湿度环境中，导致水分渗入并在高温时汽化。
影响：
● 局部电气性能降低，可能导致电气短路或开路。
● 机械强度降低，特别是在气泡位置可能导致剥离或断裂。
分层(delamination)是指PCB的叠层之间分离的现象，严重的时候甚至会拉断连接铜箔层与铜箔层之间的导通孔(via)，导致功能失效。
而起泡(blistering)则指PCB的层与层局部分离现象，较严重者从外观就可以看到PCB表面有局部白化肿胀情形。
我们前面说过【爆米花效应(Popcorn Effect)】不只会出现在封装IC的身上，它也会出现在PCB上，
这是因为PCB的结构是由一层层的铜箔线路与绝缘层叠加黏合而成，而构成单层PCB的组成中，铜箔是必须的，但只有铜箔的话太软无法支撑起PCB的整体刚性需求，
所以，一般还会使用玻璃纤维(glass fiber)来当成强化材料(reinforcement)、树脂(resin)来当成主材料，最后再加入填充粉料(fillers)。
如果你细看玻璃纤维，会发现它是由数小条的圆形玻璃纤维线捻成的纤维束，而不同的玻璃纤维束还会上下交叠互相交叉组成织布的经纬编织成为玻纤布，
树脂与填充料就是用来填满玻纤布的间隙线用的，可想而知，当使用经纬密度编织不够紧实的玻纤布时，就越容易在玻纤布的经纬间留下填不满的缝隙与孔洞，而这些地方正是PCB藏水之所在，PCB一旦有水气，快速进入高温后水分气化就可能造成爆板。
如何防止电子零件与PCB在焊接时发生爆米花效应
这个其实很简单，既然我们已经知道要让【爆米花效应(Popcorn Effect)】发生有三个基本要件，分别为水气、储水空间与高温，那只要让其中一项不成立就可以防止，需要取决的就是得花多少精力与金钱而已。
以目前的焊接技术来说，要找到低于100˚C的焊接材料似乎有点困难，而花费长时间焊接让水气可以缓慢逃逸更没有效率，所以目前技术上似乎无法去除「高温」的影响。
如果要去除材料的【储水空间】，就要解决封装IC与PCB内的孔洞，这个可以透过变更材料来达到，只是价格昂贵。
最后就只剩下控制【水气】是目前技术上最为经济实惠且可以执行的方案。
所以，IPC有湿敏管控零件(J-STD-033)与PCB管控(IPC-1602)两份文档分别规费如何处理、操作及管理封装IC及PCB，还特别提供零件受潮后如何进行烘烤去湿的设置。
责任编辑：