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Nelco N4000-13板材分层原因分析

来源:特约供稿 汉普/郭永生

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Nelco N4000-13/-13 SI/-13 EP SI板材由于其损耗低(low df), 介电常数小(low DK)，Tg值高等优点，所以经常被用在高速的PCB设计方案中。但是有客户经常会反馈Nelco N4000-13系列板材的分层问题，分层原因不得而知，主要表现就是在BGA区域，会出现明显的起泡和剥落现象。

本文通过对Nelco N4000-13系列板材分层现象的收集和对比，从而确认了此系列板材分层的主要原因所在，希望对考虑选用Nelco N4000-13系列板材的设计者有所启发。

下面一段文字详细描述Nelco N4000-13系列板材分层的主要表现：

板材分层成因分析：
1.从整体现象来看，分层主要发生在高层板的结构当中，分层的位置一般相对比较固定，主要位置发生在BGA Pitch间距较小以及BGA密集区域。

2.目前无铅焊接技术被广泛使用，与传统的锡铅焊接相比，在回流和波峰焊接温度上，无铅焊接技术均比传统锡铅焊接技术高出很多，对材料的耐热性提出更高的要求。而且Reflow的平均操作时间延时20s以上，焊接热量剧增，对PCB板的损伤要加剧。

3.Z-CTE热膨胀系数太大，在高温焊接情况下，板材膨胀严重，导致分层。

Nelco N4000-13系列板材是否由于上述所述原因引起，我们可以对Nelco N4000-13所标示参数做一个详细的分析：

从上面的参数对比可以看出，N4000-13 EP板材比N4000-13 板材在回流温度和Z-CTE参数值上都做了很大的改进，从N4000-13 EP的Datasheet的描述上也可以看出，EP系列的推出就是为了弥补N4000-13系列在热稳定性上的不足(侧面上也说明了N4000-13的确是存在问题的，不然也不会改进)。

下面文字摘抄于N4000-13 EP/-13 EP SI datasheet：

解决方案
无铅化焊接对PCB板耐热性能提出了的挑战，IPC-4101B/99针对“无铅FR-4”增加了四项新的要求，要求Tg≥150℃，Td≥325℃，Z-CTE≤3.5%(50-260℃)和热分层时间T288≥5min。设计者在选择无铅工艺焊接的板材时，要从以上参数综合考量。