PCB板出现开裂或气泡是常见的制造缺陷，可能由材料、工艺、环境或操作等多方面因素导致。以下是具体原因及分析：

一、PCB板开裂的原因

1. 材料问题

• 基材质量差：使用低等级的玻璃纤维布或树脂（如FR-4中树脂含量不足），导致板材韧性差，易在应力下开裂。

• 铜箔与基材结合力弱：铜箔与基材间的粘结层（如环氧树脂）存在缺陷，如厚度不均或固化不完全，导致分层或开裂。

• 阻焊层或字符层附着力差：表面涂层与基材结合不牢，受外力时易剥离。

2. 制造工艺缺陷

• 沉铜、电镀或蚀刻液浓度、温度控制不当，腐蚀基材或导致铜层与基材分离。

• 清洗不彻底，残留化学物质在高温下挥发或反应，产生应力。

• 钻孔时钻头转速过高或进给速度过快，导致基材纤维撕裂或烧焦。

• 铣削边缘时刀具磨损，产生毛刺或微裂纹，后续受热或机械应力时扩展为开裂。

• 层压温度过高或时间不足，导致树脂未完全固化，内部应力残留。

• 层压压力不均，造成板材内部结构疏松或局部应力集中。

• 层压工艺问题：

• 钻孔或铣削损伤：

• 化学处理不当：

3. 环境与使用因素

• 吸湿后的PCB在高温焊接时，水分汽化产生蒸汽压力，导致分层或爆板。

• 安装时螺丝拧紧力过大，或PCB弯曲半径过小（如柔性板折叠过度）。

• 运输或振动导致PCB与连接器、元件间产生微动磨损，引发疲劳开裂。

• 焊接时温度骤变（如手工焊接与回流焊温差过大），导致基材膨胀系数不匹配，产生热裂纹。

• 长期高温环境（如电源模块）使树脂老化，脆性增加。

• 热应力：

• 机械应力：

• 湿度影响：

4. 设计缺陷

• 布局不合理：元件分布不均导致局部应力集中（如大质量元件靠近板边）。

• 孔位设计不当：过孔或安装孔距离板边过近，削弱结构强度。

• 层数与厚度不匹配：高多层板厚度不足，或层间铜箔分布不均，导致抗弯能力差。

二、PCB板气泡的原因

1. 层压过程问题

• 树脂流动不均：层压时树脂未充分填充玻璃纤维布间隙，形成空隙。

• 真空度不足：层压前未彻底抽真空，残留空气在高温下膨胀形成气泡。

• 固化温度曲线不当：升温过快导致树脂挥发物未及时排出，或降温过快导致内部应力收缩形成气泡。

2. 材料吸湿

• 基材或半固化片（Prepreg）暴露在潮湿环境中，吸湿后层压时水分汽化形成气泡。

3. 化学处理残留

• 沉铜或电镀前清洗不彻底，残留油污、指纹或氧化层，导致镀层与基材间结合不良，形成气泡或空洞。

4. 焊接过程影响

• 回流焊温度过高：导致助焊剂或残留物挥发，在焊点与PCB间形成气泡。

• 波峰焊氧化：焊锡槽氧化严重，焊接时产生气孔。

三、解决方案与预防措施

1. 材料选择

• 选用高质量基材（如高Tg值FR-4）和铜箔，确保层间结合力。

• 控制半固化片（Prepreg）的储存环境，避免吸湿。

2. 工艺优化

• 层压：严格控制温度、压力和时间，确保树脂充分固化。

• 钻孔/铣削：使用锋利刀具，优化转速和进给速度，减少机械损伤。

• 化学处理：定期更换蚀刻液、沉铜液，加强清洗流程。

3. 环境控制

• 焊接前对PCB进行预烘（如120℃×4小时），去除吸湿水分。

• 控制生产车间温湿度（如相对湿度＜50%）。

4. 设计改进

• 避免板边密集布孔，增加安装孔与板边的距离。

• 优化元件布局，减少局部应力集中。

5. 检测与测试

• 使用X-Ray检测层间气泡或空洞。

• 进行热冲击测试（如-40℃～125℃循环）验证抗裂性能。

四、典型案例

• 案例1：某电源模块PCB在高温环境下开裂，原因是基材Tg值过低（130℃），长期工作后树脂软化。

• 案例2：某通信板出现层间气泡，经检测发现层压前半固化片吸湿率超标（＞0.2%）。

• 案例3：某消费电子PCB在安装时螺丝孔周边开裂，原因是孔位设计距离板边过近（＜2mm）。

通过系统分析材料、工艺、环境和设计因素，可有效定位PCB开裂或气泡的根源，并采取针对性措施提升产品质量。