Le délaminage est l'un des défauts matériels les plus critiques dans la technologie des circuits imprimés. Il décrit l'éclatement ou le détachement involontaire des couches de cuivre du matériau de base (généralement FR4) ou entre les différentes couches de préimprégné. Les circuits imprimés étant constitués d'un assemblage de différents matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents, l'adhérence entre ces couches est cruciale pour le fonctionnement et la longévité de l'ensemble du circuit imprimé.
Causes de délamination : Chaleur, humidité et erreurs de processus
La principale cause de délamination est la contrainte thermique, en particulier lors du soudage non contrôlé (soudage par refusion). Lorsque l'humidité emprisonnée dans le circuit imprimé s'évapore brusquement, une pression de vapeur se crée et écarte les couches - c'est ce que l'on appelle l'effet 'popcorning'. Mais un durcissement insuffisant du matériau préimprégné au cours du processus de fabrication ou des tensions mécaniques peuvent également affaiblir l'adhérence à long terme.
Conséquences du délaminage : Des variations d'impédance à la panne totale
Un circuit imprimé délaminé perd son intégrité mécanique. Il en résulte souvent des fissures invisibles dans les pistes conductrices ou les connexions via. Cela entraîne des défauts intermittents (contacts vacillants), une augmentation des résistances de contact ou, dans le pire des cas, une perte totale d'alimentation du composant. En particulier dans la technologie haute fréquence, l'inclusion d'air modifie les impédances, ce qui perturbe gravement l'intégrité du signal.
Éviter la délamination grâce à un stockage, des processus et un séchage corrects
Les circuits imprimés doivent être stockés dans un emballage hermétique, dans un endroit sec, avec une humidité relative inférieure à 50% et à une température de 18 à 22 degrés Celsius.
Il est important de respecter les profils de soudure maximum et de choisir un matériau de haute qualité et à haute Tg (matériau de base résistant à la température) pour les applications nécessitant des températures élevées.
Pour éviter le délaminage, les cartes de circuits imprimés doivent être séchées juste avant le traitement afin d'éliminer l 'humidité. La température et le temps de maintien pendant le séchage sont déterminés par les matériaux de base / les structures de couches utilisés. Les circuits imprimés flexibles, les multicouches et les circuits imprimés flexibles rigides ont une plus grande capacité d'absorption de l'humidité.
Les circuits imprimés flexibles (PCB flexibles) en particulier doivent être séchés avant d'être équipés (typiquement 130°C-150°C pendant 2-4 heures), car le polyimide est particulièrement sensible à l'humidité (hygroscopique).
voir Séchage / Recuit des circuits imprimés
FAQ : Délamination - Délamination de circuits imprimés
Elle est souvent visible à l'œil nu : taches blanches ou formation de bulles entre les couches, notamment après la soudure. Dans les cas graves, le circuit imprimé se bombe visiblement (blistering). Au microscope, on observe un espace entre le cuivre et le matériau de base.
En général, non. Une fois que le matériau composite est détruit, l'adhérence ne peut pas être rétablie. Le circuit imprimé concerné doit être considéré comme un rebut et remplacé.
Le FR4 standard est vulnérable s'il a été exposé à l'humidité et à des pics de température extrêmes. Les matériaux à haute Tg (température de transition vitreuse plus élevée) ou le polyimide sont beaucoup plus résistants à la délamination thermique.
Les deux termes sont souvent utilisés comme synonymes, mais décrivent des degrés de gravité différents. Le délaminage désigne la séparation des couches à l'intérieur. Blistering est sa manifestation visible - c'est-à-dire la formation de bulles à la surface ou entre les couches.
L'étape la plus importante est la précuisson (baking) des circuits imprimés avant la soudure afin d'éliminer l'humidité emprisonnée. En outre, le profil de température prédéfini du circuit imprimé doit être respecté avec précision afin d'éviter tout choc thermique.