Leiterplattentechnisch - Warum FLEX PCB vor der Montage backen? Und Hohlräume

Das Vorbacken vor der Montage der flexible Leiterplatte (PCB) is the industry standard requirement of IPC 223 seconds 5.3.5 und IPC-fa-251 Sekunden. Dies gilt für alle flexiblen und starren Konstruktionen auf Basis von Polyimid. Aber warum vor der Montage backen, anstatt in der frühen Phase der Leiterplattenherstellung?

Die meisten flexiblen Schaltungsdesigns, die einen bestimmten Grad an Bauteilmontage erfordern, bestehen aus Polyimidmaterialien. Polyimid wird für flexible Kerne verwendet, Beschichtungen, und in vielen Fällen auch Verstärkungsrippen. Die natürliche inhärente Eigenschaft von Polyimid ist die Wasseraufnahme. Bei 20°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit, it will absorb about 2% of water (by weight). In Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit und Temperatur, dies kann zunehmen. Dies gilt für alle Polyimidmaterialien aller Lieferanten, und ist kein Attribut, dass die flexible Leiterplattenhersteller können beeinflussen oder ändern.

Hygroskopizität von Polyimidmaterial

Obwohl die Hygroskopizität die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Polyimidmaterials nicht beeinflusst, geschieht dies, wenn die Bauteile während des Montagereflow-Prozesses auf hohe Temperaturen stoßen.

Insbesondere wird das aufgenommene Wasser in den meisten Fällen während des Rückflussprozesses in Dampf umgewandelt. Wenn Feuchtigkeit von Flüssigkeit zu Gas wechselt, dehnt sie sich aus und verursacht Delamination zwischen den Teilen. Da die von RoHS geforderte Temperatur ansteigt, ist dies zu einem größeren Problem geworden. Während des Montageprozesses besteht die einzig mögliche Lösung zur Vermeidung von Delaminationen darin, flexible oder starre Biegeteile vor dem Montageprozess vorzubiegen, um sicherzustellen, dass die Teile 100% feuchtigkeitsfrei sind. Delamination zwischen FR4 Versteifung und flexibler Schaltung. Das Versagen, alle Feuchtigkeit zu entfernen, ist der Hauptgrund für die Delamination der Deckschicht Schicht für Schicht und Stahlschicht.

Flexibler PCB-Vorbebackprozess

PCB Backen wird normalerweise bei 120°C für 2-10 Stunden durchgeführt. Die Vorbebackzeit variiert je nach Ausführung der einzelnen Teile. Die Anzahl der Schichten, Rippen und Struktur sind Faktoren, die die erforderliche Vortrocknungszeit erhöhen. Darüber hinaus müssen die Teile in den Ofen gelegt werden, damit es genügend Luftstrom um jedes Teil gibt.

Nachdem die Komponenten vorgebacken sind, wird empfohlen, sie vor der Montage aus dem Ofen zu nehmen und auf Arbeitstemperatur abzukühlen. Jede erhebliche Verzögerung führt dazu, dass die Teile Feuchtigkeit wieder aufnehmen. Bei flexiblen Leiterplatten, die mehrere Montagezyklen erfordern, kann bei längerer Zeit zwischen den Montagezyklen ein zweites Vorbacken erforderlich sein.

2. Gemeinsame PCB-Herstellungsprobleme: galvanische Hohlräume

Durchgangslöcher sind kupferbeschichtete Löcher auf einer Leiterplatte (PCB). Diese Löcher ermöglichen es der Schaltung, durch das Kupfer im Loch von einer Seite der Leiterplatte zur anderen Seite der Leiterplatte zu gehen. Für jedes Leiterplattendesign mit zwei oder mehr Schaltungsschichten bilden plattierte Durchgangslöcher elektrische Verbindungen zwischen den verschiedenen Schichten.

Um während des Leiterplattenherstellungsprozesses plattierte Durchgangslöcher herzustellen, bohren Hersteller Löcher in das Leiterplattenlaminat und die Folie auf beiden Seiten. Die Wand des Lochs wird dann galvanisch beschichtet, um das Signal von einer Schicht zur anderen zu übertragen. Um die Platine für die Galvanik vorzubereiten, muss der Hersteller die Platine von oben nach unten durch eine dünne Schicht chemisch gebundenen elektrolosen Kupfers führen, die an der Innenseite des Lochs und der Kante der Platine haftet. Dieser Schritt wird Kupferdeposition genannt.

Nach der Abscheidung wird das Schaltungsbild aufgebracht und entwickelt. Dann wird der Bereich, in dem die Schaltung existiert, mit einer dickeren Kupferschicht überzogen, die das Loch und die Schaltung bis zur endgültigen erforderlichen Dicke abdeckt (normalerweise etwa .001 Zoll / .025 mm). Aus dieser Perspektive wird die Leiterplatte den Herstellungsprozess fortsetzen, bis sie abgeschlossen ist.

Ablagerungsproblem

Ablagerungsprobleme können die Verbindung innerhalb der Lochwand beeinträchtigen und PCB-Fehler verursachen. Der häufigste Ablagerungsfehler ist der Plattierungsspalt an der kupferausgekleideten Lochwand. Wenn die Lochwand nicht glatt ist und die Beschichtung unvollständig ist, kann der Strom nicht passieren. Das Bild oben zeigt den Querschnitt des Durchgangslochs, wo das Kupfer an der Wand zu dünn ist, was durch schlechte Ablagerung und Galvanisierung verursacht werden kann.

Während des Abscheideprozesses, wenn die Kupferbeschichtung nicht gleichmäßig ist, erscheinen plattierte Löcher in den plattierten Durchgangslöchern, die eine korrekte Beschichtung behindern. Dies kann durch Verunreinigungen, Luftblasen an der Seite des Lochs und/oder grobe Bohrungen verursacht werden. All diese können unebene Oberflächen an den Durchgangslochwänden bilden, was die Verwendung glatter und durchgehender Kupferdrähte erschwert.

Verhindern Sie, dass plattierte Löcher auf der Platine erscheinen

Der beste Weg zu verhindern Platinenlöcher durch grobe Bohrungen verursacht zu werden, ist sicherzustellen, dass die Anweisungen des Herstellers während des Gebrauchs befolgt werden. Hersteller geben in der Regel Empfehlungen für die empfohlene Anzahl von Bohrern, Vorschub und Geschwindigkeit des Bohrers. Bohrungen mit niedrigem ROP können tatsächlich

Wird zerquetscht.

Das entstehende Material bildet eine raue Oberfläche, die sich beim Abscheiden und Galvanisieren nur schwer gleichmäßig beschichten lässt. Ist der ROP zu niedrig, kann es zu Bitkontaminationen kommen, die jedoch während des Dekontaminationsprozesses korrigiert werden können.