¿Por qué se producen las burbujas de PCB?? Cómo solucionarlo?

En el campo de la fabricación electrónica., la PCB, Conocida como la “madre de los componentes electrónicos”.,"determina directamente la confiabilidad y la vida útil de los productos finales. Las burbujas de PCB se consideran un "asesino invisible" durante la producción y el uso: los casos leves provocan un contacto deficiente del circuito y una transmisión de señal obstruida., mientras que los casos severos pueden causar cortocircuitos y quemaduras, lo que genera importantes costos de reelaboración y pérdidas de marca para las empresas. Si es ingeniero en un taller SMT o gerente de adquisiciones de equipos electrónicos, este complicado problema es inevitable. Hoy, Analizaremos la lógica central de la burbujeación de PCB desde tres perspectivas: "¿Qué es?", por qué sucede, y qué hacer al respecto” y proporcionar un conjunto práctico de soluciones.

Formas de burbujeo de PCB

La burbujeación de PCB no es un fenómeno único. Dependiendo de la ubicación burbujeante, forma, y etapa de formación, se puede clasificar en varios tipos. La identificación precisa es la base para una resolución eficaz de problemas.

1. Clasificado por ubicación burbujeante

• Burbujas entre el sustrato y la lámina de cobre.:
  El tipo más común. Aparece como un bulto hueco entre la lámina de cobre y el sustrato. (como el FR-4). Presionar con los dedos da una ligera elasticidad.. En casos severos, la lámina de cobre se desprende con el bulto, Dañando directamente la continuidad del circuito..

• Máscara de soldadura burbujeando:
  La tinta de la máscara de soldadura se separa del sustrato o de la superficie de cobre., formando protuberancias transparentes o amarillentas. Esto afecta el rendimiento del aislamiento y provoca defectos en la superficie que no pueden pasar la inspección visual del cliente..

• Almohadilla burbujeante:
  Protuberancias localizadas en áreas de almohadillas, generalmente ocurre después de soldar, lo que lleva a uniones de soldadura débiles o falsas, una de las principales causas de fallas posteriores del producto..

• Burbujas internas en tableros multicapa.:
  Oculto dentro de PCB multicapa y difícil de detectar tempranamente. Por lo general, aparecen durante el funcionamiento a alta temperatura o durante las pruebas de confiabilidad.. La reparación es extremadamente difícil y generalmente resulta en desechos de PCB..

2. Clasificados por Etapa de Formación

• Burbujeo durante la producción:
  Ocurre directamente durante procesos como la laminación., curación, o soldar, principalmente relacionado con los parámetros del proceso o la calidad del material. Los daños se pueden detener a tiempo.

• Burbujas durante el almacenamiento/transporte:
  Ocurre después de la fabricación de PCB debido a entornos de almacenamiento deficientes o vibraciones de transporte; a menudo se pasa por alto pero es muy costoso..

• Burbujeo durante el uso final:
  Aparece durante el funcionamiento del producto bajo calor., humedad, o vibración, causando fallas directas en el producto y daños graves a la marca.

Causas principales de las burbujas de PCB

Aunque las burbujas de PCB parecen ser un "problema superficial","De hecho, se trata de un brote concentrado de cuestiones relacionadas con las materias primas., procesos de fabricación, y control ambiental. Sólo identificando la causa raíz se puede resolver el problema con precisión..

1. Materias primas: Los “defectos innatos” como peligro fundamental

• Problemas de calidad del sustrato:
  Contenido de resina, contenido de humedad, y la resistencia al calor de sustratos como FR-4 son fundamentales.

  • Bajo contenido de resina → adherencia insuficiente

  • Humedad excesiva (normalmente se requiere ≤0,05%) → se vaporiza bajo calor y empuja hacia arriba la lámina de cobre o la máscara de soldadura

  • Mala resistencia al calor → se ablanda o se descompone durante la soldadura, perdiendo adherencia

• Problemas con la lámina de cobre:
  Mala rugosidad, adhesión, o la contaminación/oxidación de la superficie reducen la fuerza de unión. Bajo calor, la separación ocurre fácilmente. La lámina de cobre electrolítico con un tratamiento superficial inadecuado es aún más propensa a formar burbujas..

• Defectos de tinta de máscara de soldadura:
  Mala adherencia o resistencia al calor., o absorción de humedad durante el almacenamiento, Impide la unión adecuada después de la impresión.. Proporciones de mezcla incorrectas (P.EJ., cantidades de endurecedor) provocar un curado incompleto y riesgo de burbujeo.

2. Proceso de fabricación: “Desviaciones de operación” como factor directo

(1) Pretratamiento: Limpieza insuficiente → base sin adherencia
Manchas de aceite, oxidación, o polvo en las superficies de PCB bloquean la unión.

• El cobre oxidado forma una capa de óxido suelta que impide la adhesión de la resina.

• El polvo sobre el sustrato crea “barreras,” causando abultamiento localizado de la máscara de soldadura

(2) Laminación: Mal control de parámetros → unión débil entre capas
Control preciso de la temperatura., presión, y el tiempo es esencial.

• Temperatura demasiado baja: la resina no puede fluir ni llenar huecos

• Temperatura demasiado alta: la resina se descompone

• Presión insuficiente: El aire atrapado en el interior forma burbujas.

• Exceso de presión: resina exprimida, reduciendo el área de unión

• Tiempo de curado inadecuado: demasiado corto → curación incompleta; demasiado tiempo → envejecimiento de la resina

(3) Impresión/curado de máscara de soldadura: Procesamiento deficiente → riesgos ocultos

• Presión desigual de la escobilla de goma o velocidad excesiva → espesor desigual, burbujas

• Precocido insuficiente → el disolvente no se ha evaporado por completo → burbujas durante el curado

• Temperatura/tiempo de curado inadecuado → reticulación incompleta, adherencia débil

• Cambios rápidos de temperatura → estrés térmico → posterior burbujeo

(4) Soldadura: Los golpes de alta temperatura desencadenan puntos débiles
Reflujo SMT o soldadura de ondas a 200–260°C tensiona los materiales de PCB.
Las áreas de unión débil se expanden y separan debido al desajuste de expansión térmica., formando burbujas. El exceso de temperatura o el tiempo de permanencia prolongado empeoran la descomposición de la resina..

3. Ambiente & Almacenamiento: La mala “cuidado posterior” causa problemas retrasados

Los PCB requieren un estricto control de temperatura/humedad (ideal: 20–25°C, 40–60% HR).
Absorción de humedad, ciclo térmico, o un embalaje deficiente durante el transporte provoca burbujas.

4. Defectos de diseño: “lagunas innatas” ocultas

Los defectos de diseño pueden provocar burbujas., incluido:

• Grandes áreas de cobre sin alivio térmico → sobrecalentamiento durante la soldadura

• Cobre de capa interna superpuesta → aire atrapado durante la laminación

• Transiciones deficientes entre máscara de soldadura y borde de cobre → delaminación más fácil

Soluciones para el burbujeo de PCB en diferentes escenarios

1. Burbujeando durante la producción: Detener la pérdida rápidamente, Optimizar Procesos

• Sustrato: lámina de cobre burbujeando:

  • Comprobar el contenido de humedad (mediante prueba de horneado)

  • Reemplazar materiales defectuosos

  • Recalibrar los parámetros de laminación

  • Burbuja ligera → laminación secundaria; severo → chatarra

• Máscara de soldadura burbujeando:

  • antes de curar: eliminar tinta → volver a tratar la superficie → volver a imprimir → curar adecuadamente

  • Después del curado: áreas pequeñas → reparar; grandes áreas → retrabajo + análisis de causa raíz

• soldadura burbujeante:

  • Pausar soldadura

  • Comprobar perfil de temperatura

  • Reducir la temperatura/tiempo de permanencia

  • PCB precocidos con absorción de humedad

2. Burbujas durante el almacenamiento/transporte: Mejorar el medio ambiente, Fortalecer la protección

• Hornear PCB con burbujas (50–60°C durante 2 a 4 horas) e inspeccionar.

• Mejorar los sistemas de control de humedad en el almacenamiento..

• Utilice envases al vacío + desecantes.

• Mejorar la protección antivibración y humedad durante el transporte..

3. Burbujas durante el uso final: Rastree la causa raíz, Rectificar completamente

• Retirar productos afectados

• Analizar la ubicación y la causa de las burbujas.

• Si materias primas → cambiar de proveedor

• Si proceso → inspeccionar parámetros, volver a capacitar a los operadores

• Si es diseño → redistribuir diseños o agregar estructuras térmicas

• Cree un circuito de comentarios de los clientes para realizar un seguimiento de los resultados de mejora

4. Técnicas generales de reparación: Solución de emergencia para burbujas de áreas pequeñas

Apto sólo para áreas no críticas:

1. Corta con cuidado la superficie de la burbuja.

2. Limpiar con alcohol anhidro

3. Aplicar adhesivo de reparación de PCB

4. Curar en un horno según las especificaciones del adhesivo.
   Las burbujas grandes o en áreas críticas aún requieren desguace.