为什么PCB阻焊层会出现气泡？如何通过工艺优化彻底解决？
来源：捷配
时间: 2025/12/18 10:27:05
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在 PCB 阻焊工艺中，气泡缺陷是让很多工程师头疼的问题。这些分布在阻焊层表面或内部的小气泡，不仅影响电路板的美观度，还可能导致阻焊层开裂、脱落，进而引发绝缘失效。
问：专家您好，PCB 阻焊气泡具体表现为什么样？不同类型的气泡危害有区别吗？
答：PCB 阻焊气泡，是指阻焊油墨在固化过程中，内部或表面形成的圆形或椭圆形的凸起，大小从几微米到几毫米不等。根据气泡的位置，可分为表面气泡和内部气泡两种。表面气泡会直接破坏阻焊层的平整度，影响后续的丝印、贴装工艺；内部气泡则更为隐蔽，初期可能无法通过目视发现，但在 PCB 的使用过程中，随着温度变化、机械振动，内部气泡会逐渐膨胀，导致阻焊层开裂，使铜箔裸露，引发氧化、短路等问题。尤其是对于高可靠性要求的航空航天、汽车电子领域，阻焊气泡是绝对不允许出现的致命缺陷。
问：阻焊气泡的产生，到底是哪些环节出了问题？
答：阻焊气泡的形成，本质上是阻焊油墨中的气体未能及时排出，在固化过程中被包裹在油墨内部或表面导致的。具体成因主要包括以下五个方面：
- 阻焊油墨本身的问题：如果选用的阻焊油墨储存时间过长、储存环境不当（如高温、潮湿），油墨中的树脂和固化剂会发生部分反应，产生小分子气体；另外，油墨在搅拌过程中，如果搅拌速度过快，会引入大量空气，形成气泡，若这些气泡未及时排出，就会残留在油墨中。
- PCB 基材的水分残留：PCB 基材（如 FR-4）在生产、储存过程中会吸收空气中的水分。如果阻焊涂覆前，没有对基材进行充分的干燥处理，在固化过程中，基材内部的水分会受热蒸发，形成水蒸气，冲击阻焊油墨，进而形成气泡。
- 阻焊涂覆工艺不当：以丝网印刷为例，如果刮刀压力过大、速度过慢，会导致油墨在印刷过程中被过度挤压，空气被包裹在油墨与基材之间；另外，如果网版与 PCB 之间的间隙过大，印刷后油墨回弹不均匀，也容易产生气泡。
- 预烘环节参数不合理：阻焊涂覆后，需要进行预烘处理，目的是去除油墨中的溶剂，防止后续曝光时出现针孔。如果预烘温度过低、时间过短，溶剂无法充分挥发，残留在油墨中的溶剂会在固化阶段受热膨胀，形成气泡；反之，预烘温度过高、时间过长，会导致油墨表面过早固化，内部溶剂无法排出，同样会形成气泡。
- 固化环节温度曲线失控：阻焊固化是关键环节，需要遵循 “逐步升温” 的原则。如果固化炉的升温速率过快，油墨内部的溶剂和气体来不及排出，就会被封存在阻焊层内，形成气泡；另外，固化温度过高，会导致油墨发生剧烈反应，产生大量气体，也会引发气泡缺陷。
问：针对以上成因，我们可以采取哪些针对性的解决措施？
答：根治阻焊气泡缺陷，需要从 “油墨管控、基材处理、工艺优化、固化曲线调整” 四个方面入手，建立系统性的解决方案：
- 严格管控阻焊油墨质量
- 选用优质阻焊油墨：优先选择品牌厂家生产的油墨，确保油墨的稳定性和兼容性；同时，根据 PCB 的应用场景选择合适类型的油墨，如耐高温、低收缩率的油墨。
- 规范油墨储存与使用：阻焊油墨应储存在阴凉干燥的环境中，温度控制在 5-25℃，避免阳光直射；使用前，提前将油墨从冷库中取出，回温至室温（一般需要 24 小时），然后进行低速搅拌（搅拌速度控制在 300-500r/min），搅拌时间为 10-15 分钟，搅拌后静置 15-30 分钟，让油墨中的气泡自然排出。
- 彻底去除基材水分
- 在阻焊涂覆前，增加基材干燥工序：将 PCB 放入烘箱中，在 100-120℃的温度下干燥 30-60 分钟，去除基材内部的水分；对于高湿度地区，可适当延长干燥时间。
- 优化储存环境：PCB 基材和半成品应储存在干燥房内，湿度控制在 40% 以下，避免吸收空气中的水分。
- 优化阻焊涂覆与预烘工艺
- 丝网印刷工艺调整：合理设置网版与 PCB 的间隙，一般控制在 1-2mm；调整刮刀参数，压力以 1.0-2.0kg/cm² 为宜，速度保持在 60-100mm/s，确保油墨均匀涂布，避免空气包裹。
- 预烘工艺参数优化：采用 “阶梯式预烘”，先在 60℃下预烘 10 分钟，再升温至 80℃预烘 20 分钟，确保油墨中的溶剂逐步挥发；预烘后的 PCB 表面应无粘手现象，同时避免表面过早固化。
- 精准控制固化温度曲线
- 固化炉温度曲线设置遵循 “慢升温、稳保温、缓降温” 的原则：升温速率控制在 2-3℃/min，升温至 150℃后，保温 60-90 分钟，然后以 1-2℃/min 的速率降温至室温。
- 定期校准固化炉温度：使用温度测试仪对固化炉内的温度分布进行检测，确保各区域温度均匀，避免局部过热。
- 增加脱泡工序
- 对于高粘度的阻焊油墨，可在搅拌后使用真空脱泡机进行脱泡处理，真空度控制在 - 0.09MPa，脱泡时间为 20-30 分钟，彻底去除油墨中的气泡。
问：在实际生产中，如何快速判断阻焊气泡的成因？
答：可以通过 “气泡位置 + 形态” 来快速判断：如果气泡主要分布在阻焊层表面，且大小不一，大概率是油墨搅拌时引入的空气或预烘不充分导致的；如果气泡分布在阻焊层内部，且与基材界面相连，大概率是基材水分残留导致的；如果气泡呈规律性分布，可能是固化温度曲线失控或网版印刷参数不当导致的。通过这种方法，可以快速定位问题根源，采取针对性措施。
阻焊气泡缺陷的根治，关键在于 “气体排出”。无论是油墨中的空气、基材中的水分，还是溶剂挥发产生的气体，都需要在固化前通过合理的工艺手段排出。捷配 PCB 通过引入真空脱泡设备、优化固化温度曲线，结合严格的来料检验，实现了阻焊气泡缺陷的 “零容忍”，为客户提供高品质的 PCB 产品。
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