線路板廠是怎么樣解決和改善PCB熱沖擊失效狀況？近年來線路板廠針對PCB耐熱性能的改善，最普遍首先想到的是采用高Tg基板材料制作PCB，其中針對FR-4板材，供應商有許多改良的基板材料。但實際在這類改性FR-4基板材料中，由于各供應商采取的改良方法不同，得到的性能也不同，對高耐熱性、高尺寸穩(wěn)定性、高介電性和低熱膨脹性等各種特性有具體針對性基板材料。

通常提高樹脂交聯(lián)密度的手段最普通的改良FR-4板材。通過提高樹脂交聯(lián)密度的手段，來提高TG和耐熱性能，這類材料成本較低，雖然在高溫下的材料性能維持延長，剛性強了，但是機械性能變脆，板材的抗剝強度相對降低，板材的可加工性能也變差（降低了鉆孔加工時鉆頭的磨耗性），在高低溫熱沖擊時不僅沒提高反而下降了。

顯然板材的Tg幾乎不受熱沖擊的影響，若僅僅從考慮采用高Tg板材的制作多層板來應對熱沖擊試驗是錯誤的，PCB在熱沖擊時都是由于溫度變化疲勞才失效的。 PCB Z軸方向上的熱膨脹量是可逆的，它隨PCB所處環(huán)境的升高而變膨脹，當回到室溫時又恢復到初時厚度狀態(tài)。

從基板結構的角度，由于層壓板內(nèi)玻璃纖維的牽制作用．使得在平面內(nèi)的熱膨脹系數(shù)較小，而垂直于平面的z軸比平面內(nèi)x軸和y軸的熱膨脹系數(shù)大得多，而且基板無論是在PCB加工或SMT組裝時，受熱之后均會發(fā)生X、Y、Z三個方向的熱膨脹。金屬化孔是建立上基板材料基礎之上的，并且是貫穿支承在層壓板的厚度方向（Z方向），所以Z方向的膨脹對金屬化孔的孔壁鍍銅層影響最大（尤其是背板上的高縱橫比金屬化孔的基材影響更大）。

      從高分子基板材料熱特性的變化分析：Tg和CTE的變化是聚合物結構變化的最直接的表現(xiàn)。John J. Davignon Randy Reed（3）選用了三種多層板材：常規(guī)的FR-4多層板(Tg為140℃)、一般高Tg的FR-4多層板（Tg為170℃）和高性能PPO改性環(huán)氧多層板（Tg為180℃），進行回流焊熱循環(huán)和互連應力測試(IST)，發(fā)現(xiàn)回流焊循環(huán)明顯地使常規(guī)的FR-4板材和普通高Tg的板材的金屬化孔性能明顯變差，但是PPO改性環(huán)氧板材的PTH金屬化孔性能卻沒有明顯變化，而IST試驗的結果更證實，金屬化孔性能失效都是由接近板中央的孔壁開裂造成的，不是由層間互聯(lián)(多層剝離和/或層開裂)引起的。圖1是金屬化孔觀察到的孔壁開裂現(xiàn)象。

進行熱沖擊試驗時加在金屬化孔上的應力與周圍多層板的膨脹有著直接的關系。因熱膨脹系數(shù)的變化所產(chǎn)生的應力會使孔壁處產(chǎn)生應變，從而引起熱循環(huán)疲勞，并造成徹底失效。PCB Z軸方向的熱膨脹系數(shù)變化是造成金屬化孔孔壁環(huán)狀開裂失效的重要因素之一。

      線路板廠這樣解決和改善PCB熱沖擊失效狀況。因此線路板廠對基板材料的低熱膨脹率性能更為關注，設法減少z軸方向熱膨脹系數(shù)來抵抗熱沖擊考驗變得必要條件。金屬化孔電鍍銅層的熱膨脹系數(shù)與板材在Z軸方向上的熱膨脹系數(shù)差距應盡量縮小。針對客戶對PCB熱沖擊試驗高要求應注意選用低熱膨脹系數(shù)的FR-4。更多問題可以咨詢金瑞欣。