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La deformación de la placa de PCB debe estudiarse desde varios aspectos, como el material, la estructura, la distribución del patrón y el proceso de procesamiento. este artículo analizará y explicará las diversas causas y métodos de mejora que pueden aparecer.
La superficie desigual de cobre en la placa de circuito agravará la flexión y deformación de la placa de circuito.
Por lo general, una gran área de lámina de cobre está diseñada en la placa de circuito para fines de puesta a tierra. A veces, también se diseñan grandes áreas de lámina de cobre en la capa de vcc. Cuando estas láminas de cobre de gran área no se pueden distribuir uniformemente en la misma placa de circuito, la instalación puede causar absorción de calor y disipación de calor desigual. Por supuesto, la placa de circuito también se expandirá y contraerá. Si la expansión y contracción no se pueden realizar simultáneamente, se producirán diferentes tensiones y deformaciones. En este momento, si la temperatura de la placa alcanza el límite superior del valor tg, la placa comenzará a suavizarse, lo que provocará una deformación permanente.
Los puntos de conexión (a través, a través) de cada capa de la placa de circuito limitarán la expansión y contracción de la placa de circuito.
La mayoría de las placas de circuito de hoy son de varias capas y tienen puntos de conexión en forma de Remache (agujeros cruzados) entre las capas. Los puntos de conexión se dividen en agujeros a través, agujeros ciegos y agujeros enterrados. En los lugares con puntos de conexión, las placas de circuito estarán restringidas. Los efectos de la expansión y contracción también pueden causar indirectamente flexión y deformación de la placa.
El peso de la propia placa de circuito puede causar depresión y deformación de la placa de circuito.
Por lo general, el horno de retorno utiliza una cadena en el horno de retorno para conducir la placa de circuito hacia adelante, es decir, ambos lados de la placa sirven como puntos de apoyo para apoyar toda la placa. Si hay piezas más pesadas en la placa o el tamaño de la placa es demasiado grande, debido al número de semillas, habrá una depresión en el Centro de la placa, lo que hará que la placa se doble.
Las incisiones en forma de V y la profundidad de las tiras de conexión afectarán la deformación de la Sierra vertical
Básicamente, el V - cut es el culpable de destruir la estructura de la placa, ya que el V - cut corta ranuras en la placa grande original, por lo que el V - cut es fácil de deformar.
2.1 análisis de la influencia de los materiales, estructuras y gráficos de estampado en la deformación de la placa
La placa de PCB se forma presionando la placa central, el prepreg y la lámina de cobre externa. Cuando el núcleo y la lámina de cobre se presionan juntos, se deforman debido al calor. La cantidad de deformación depende del coeficiente de expansión térmica (cte) de estos dos materiales.
El coeficiente de expansión térmica (cte) de la lámina de cobre es de aproximadamente
La dirección Z Cte del sustrato ordinario FR - 4 en el punto Tg es;
Por encima del punto Tg es (250 a 350) x10 - 6. debido a la presencia de tela de vidrio, el CTE en la dirección X suele ser similar al de la lámina de cobre.
Precauciones de los puntos de tg:
Cuando la temperatura de la placa impresa de alta Tg sube a una determinada zona, el sustrato cambiará de "estado de vidrio" a "estado de caucho". La temperatura en este momento se llama temperatura de transición vítrea (tg) de la placa. Es decir, Tg es la temperatura máxima ( ° c) a la que el sustrato mantiene su rigidez. En otras palabras, los materiales comunes de sustrato de PCB no solo producirán suavización, deformación, fusión y otros fenómenos a altas temperaturas, sino que también sus propiedades mecánicas y eléctricas disminuirán drásticamente.
Por lo general, el Tg de la placa es superior a 130 grados, el Tg alto suele ser superior a 170 grados y el Tg medio es superior a unos 150 grados.
Por lo general, la placa de impresión de PCB de tgàn 170 grados Celsius se llama placa de impresión de alta tg.
Con el aumento del Tg del sustrato, se mejorarán y mejorarán las características de resistencia al calor, humedad, resistencia química y estabilidad de la placa de impresión. Cuanto mayor sea el valor de tg, mejor será la resistencia a la temperatura de la placa. Especialmente en los procesos sin plomo, la aplicación de alto Tg es más común.
El Alto Tg se refiere a la alta resistencia al calor. Con el rápido desarrollo de la industria electrónica, especialmente los productos electrónicos representados por computadoras, el desarrollo de alta funcionalidad y alta capa requiere que los materiales de sustrato de PCB tengan una mayor resistencia al calor como garantía importante. La aparición y el desarrollo de tecnologías de instalación de alta densidad representadas por SMT y CMT han hecho que los PCB sean cada vez más inseparables del soporte de alta resistencia al calor del sustrato en términos de pequeños poros, cableado fino y adelgazamiento.
Por lo tanto, la diferencia entre el fr4 ordinario y el fr4 alto Tg radica en la resistencia mecánica, la estabilidad dimensional, la adherencia, la absorción de agua y la descomposición térmica del material en estado térmico, especialmente cuando se calienta después de la absorción de humedad. Hay diferencias en diversas condiciones, como la expansión térmica, y los productos de alta Tg son significativamente mejores que los materiales comunes de sustrato de pcb.
Entre ellos, la expansión de las placas centrales con patrones interiores es diferente debido a las diferencias entre la distribución del patrón y el grosor de las placas centrales o las características del material. Cuando la distribución del patrón es diferente del grosor o las características del material de la placa central, será diferente. Se deformará. Cuando la estructura laminada de PCB tiene una distribución asimétrica o desigual del patrón, los Cte de los diferentes núcleos varían mucho, lo que resulta en deformación durante el proceso de laminación. El mecanismo de deformación se puede explicar a través de los siguientes principios.
Supongamos que hay dos placas de núcleo con grandes diferencias en el CTE que se presionan juntas, de las cuales el CTE de la placa de núcleo a es de 1,5x10 - 5 / C y la longitud de la placa de núcleo es de 1000 mm. durante el proceso de prensado, el prepreg utilizado como lámina adhesiva unirá las dos placas de núcleo a través de tres etapas de suavización. Patrones de flujo y relleno, así como solidificación.
Curva de unión dinámica de la resina FR - 4 ordinaria a diferentes tasas de calentamiento. Por lo general, el material fluye desde unos 90 ° C y se entrecruza y solidifica cuando se alcanza por encima del punto tg. El blanco preimpregnado está en Estado libre antes de solidificarse. En este momento, el núcleo y la lámina de cobre se encuentran en un Estado de expansión libre después del calentamiento, y su deformación se puede obtener a través de sus respectivos Cte y cambios de temperatura.
Simulando las condiciones de estampado, la temperatura aumenta de 30 ° C a 180 ° c,
En este momento, la deformación de las dos placas centrales es
¿ la = (180 ° C a 30 ° c) x1.5x10 - 5 m / C x100 mm = 2.25 mm
Ölb = (180 grados Celsius a 30 grados celsius) x2.5x10 - 5m / grado Celsius x100 mm = 3,75 mm
En este momento, debido a que el semicurado todavía está libre, las dos placas centrales son largas y cortas, no interfieren entre sí y aún no se han deformado.
Durante el proceso de prensado se mantendrá a altas temperaturas durante un período de tiempo hasta que el semicurado se solidifique por completo. En este momento, la resina se solidifica y no puede fluir libremente. Las dos placas centrales se combinan. Cuando la temperatura baja, si no hay Unión de resina intercalar, la placa del núcleo vuelve a su longitud original sin deformación, pero de hecho, las dos placas del núcleo ya están unidas por resina curada a altas temperaturas y no se pueden contraer a voluntad durante el enfriamiento. El núcleo a debe contraerse 3,75 mm. cuando la contracción es superior a 2,25 mm, se verá obstaculizada por el núcleo A. Para lograr el equilibrio de fuerzas entre las dos placas del núcleo, la placa del núcleo B no se puede contraer a 3,75 mm y la placa del núcleo a se contrae más de 2,25 mm, de modo que toda la placa apunta hacia el núcleo B. la dirección de la placa está deformada.
De acuerdo con el análisis anterior, se puede ver si la estructura laminada y el tipo de material de la placa de PCB se distribuyen uniformemente, lo que afecta directamente las diferencias de Cte entre los diferentes núcleos y láminas de cobre. La diferencia entre expansión y contracción durante el proceso de laminación pasará por la película sólida del preimpregnado. El proceso se mantuvo y finalmente se formó la deformación de la placa de pcb.
2.2 deformación generada durante el procesamiento de PCB
Las causas de la deformación del procesamiento de la placa de PCB son muy complejas y se pueden dividir en dos tipos de tensiones: tensión térmica y tensión mecánica. Entre ellos, el estrés térmico se produce principalmente durante el proceso de prensado, y el estrés mecánico se produce principalmente durante el apilamiento, manipulación y cocción de la placa. La siguiente es una breve discusión en orden de proceso.
Placa cubierta de cobre introducida: la placa cubierta de cobre es de doble cara, la estructura es simétrica y no hay gráficos. El Cte de la lámina de cobre y la tela de vidrio es prácticamente el mismo, por lo que durante el proceso de prensado apenas hubo deformación debido a las diferencias en el cte. Sin embargo, el tamaño de los laminados recubiertos de cobre es grande, y durante el proceso de prensado, las diferencias de temperatura en diferentes áreas de la placa caliente pueden causar pequeñas diferencias en la velocidad y el grado de curado de la resina en diferentes áreas. Al mismo tiempo, la viscosidad dinámica a diferentes tasas de calentamiento también es muy diferente, por lo que también se producirá tensión local debido a las diferencias en el proceso de solidificación. Por lo general, este estrés se mantiene equilibrado después de la supresión, pero se liberará y deformará gradualmente durante el procesamiento futuro.
Supresión: el proceso de supresión de PCB es el proceso principal para producir tensión térmica. La deformación causada por diferentes materiales o estructuras se muestra en el análisis de la sección anterior. Al igual que la supresión de los laminados recubiertos de cobre, también se producen tensiones locales causadas por diferencias en el proceso de curado. Las placas de PCB tienen una mayor tensión térmica que los laminados recubiertos de cobre, debido a su espesor más grueso, diferentes distribuciones de patrones y más preimpregnados. Las tensiones en la placa de PCB se liberan durante los procesos posteriores de perforación, moldeo o barbacoa, lo que resulta en la deformación de la placa.
Proceso de horneado de máscaras de soldadura, caracteres, etc. debido a que la tinta de máscara de soldadura no se puede apilar al solidificar, la placa de PCB se colocará en el soporte para solidificar. La temperatura de soldadura de resistencia es de unos 150 ° c, justo por encima del punto Tg del material Tg medio y bajo, la resina por encima del punto Tg tiene una alta elasticidad, y la placa se deforma fácilmente bajo el peso propio o el fuerte viento del horno.
Nivelación de soldadura por aire caliente: la temperatura de la estufa de estaño es de 225 a 265 grados celsius, y el tiempo de Nivelación de soldadura por aire caliente de la placa ordinaria es 3S - 6s. La temperatura del aire caliente es de 280 a 300 grados centígrados. Después de nivelar la soldadura, coloque la placa en el horno de estaño a temperatura ambiente y lave el agua después del tratamiento a temperatura ambiente dentro de los dos minutos posteriores a salir del horno. Todo el proceso de Nivelación de la soldadura de aire caliente es un proceso de calentamiento y enfriamiento repentino. Debido a los diferentes materiales y la estructura desigual de la placa de circuito, el estrés térmico es inevitable durante el enfriamiento y el calentamiento, lo que conduce a la deformación microscópica y la deformación general y la deformación.
Almacenamiento: el almacenamiento de las placas de PCB en la etapa semiacabada suele insertarse firmemente en el estante y no ajusta adecuadamente la elasticidad del estante, o las placas apiladas durante el almacenamiento pueden causar deformación mecánica del tablero. En particular, las láminas de menos de 2,0 mm tienen un impacto más grave.
Además de los factores anteriores, hay muchos factores que pueden afectar la deformación del pcb.
