FPC為什么會分層鼓包？

1 背景介紹

本文失效產品為FPC（柔性印刷電路板Flexible Printed Circuit），產品經過回流焊接后，出現起泡現象，部分位置出現分層現象。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

利用超景深數碼顯微鏡對失效FPC及同批FPC表面進行光學檢查。失效FPC表面多處區域可見明顯鼓包異常，OK FPC半成品表面未見明顯鼓包等異常現象。

2.2 剖面觀察

利用場發射掃描電子顯微鏡對失效FPC及OK FPC切片截面進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，均發現界面分離現象，分離位于粘合劑與PI膜之間；OK FPC切片后均未發現界面分層現象。

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，與剖面觀察結果一致；分離界面光滑，未見明顯粘結特征；分離界面未見明顯異物殘留痕跡，粘合劑側探測到C、N、O、Al、S元素，PI膜側探測到C、N、O、Si元素。

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

圖2 失效FPC鼓包區域分離界面分析結果

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果

2.4 FTIR分析

使用FTIR對2款FPC產品粘合劑部分進行成分分析，結果顯示：

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分析結果

2.5 熱學分析

參考標準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行TGA測試，結果如圖5所示。

結果顯示，失效FPC中粘合劑剩余質量較OK FPC半成品粘合劑偏低，說明失效FPC產品加熱過程中確實存在氣體放出現象。

圖5 失效FPC及OK FPC半成品中粘合劑TGA測試結果

2.6 小結

失效FPC產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，同時散發惰性氣體、NH3、三聚氰胺等，最終導致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，進而不會發生鼓包分層異常。

3 結論

失效FPC產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，散發惰性氣體、NH3、三聚氰胺等，最終導致FPC鼓包分層。

4 建議

對FPC來料進行高溫試驗驗證，避免異常物料流入產線。

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