Tecnología de PCB - ¿La deformación de la placa de PCB es tan dañina, ¿ por qué la placa de PCB se deforma?

Peligros de la deformación de las placas de PCB

En la línea de producción de montaje automático de superficie, si la placa de circuito no es plana, puede causar un posicionamiento inexacto, los componentes no se pueden insertar o instalar en el agujero de la placa y la almohadilla de montaje de superficie, e incluso puede estrellar la máquina de inserción automática. Las placas de circuito con componentes se doblan después de la soldadura, por lo que es difícil recortar los pines de los componentes. Las placas no se pueden instalar en el Gabinete o en los enchufes de la máquina, por lo que la planta de montaje también está muy preocupada por la deformación de las placas. En la actualidad, la tecnología de montaje de superficie se está desarrollando hacia la alta velocidad y la inteligencia, lo que plantea mayores requisitos de planitud para las placas de PCB como la casa de varios componentes.

La norma IPC especifica que las placas de PCB con SMD permiten una deformación del 0,75% y las placas de PCB sin SMD permiten una deformación del 1,5%. De hecho, para satisfacer las necesidades de instalación de alta velocidad y alta velocidad, algunos fabricantes de componentes electrónicos tienen requisitos más estrictos para la deformación. Por ejemplo, nuestra empresa tiene varios clientes que piden permiso para deformarse al 0,5%, e incluso algunos clientes individuales que piden el 0,3%.

La placa de PCB está compuesta por láminas de cobre, resina, tela de vidrio y otros materiales. Las propiedades físicas y químicas de cada material son diferentes. Después de exprimirse juntos, inevitablemente se producirán tensiones térmicas residuales y se producirá deformación. Al mismo tiempo, en el proceso de procesamiento de pcb, procesos como Alta temperatura, corte mecánico y tratamiento húmedo también tendrán un impacto importante en la deformación de los pcb. En resumen, las causas de la deformación de los PCB son complejas y diversas. Cómo reducir o eliminar la deformación causada por las propiedades o el procesamiento de diferentes materiales se ha convertido en uno de los problemas complejos que enfrentan los fabricantes de pcb.

Análisis de las causas de la deformación de la placa de PCB

La deformación de las placas de PCB debe estudiarse desde los aspectos del material, la estructura, la distribución gráfica, el proceso de procesamiento, etc. este artículo analizará y explicará las diversas causas de la deformación y los métodos de mejora.

La superficie desigual de cobre en la placa de circuito aumentará la flexión y la deformación.

Las placas de circuito generales diseñan grandes áreas de láminas de cobre para la puesta a tierra, a veces vcc. cuando estas grandes áreas de láminas de cobre no se pueden distribuir uniformemente en la misma placa de circuito, pueden causar problemas de absorción de calor y disipación de calor desigual. Por supuesto, la placa de circuito también se expandirá y contraerá debido al calor. Si no se logra la expansión y contracción al mismo tiempo, se producirán diferentes tensiones y deformaciones. En este momento, si la temperatura de la placa ha alcanzado el valor de tg, la placa comenzará a suavizarse, lo que provocará deformación.

Los agujeros (a través de los agujeros) en cada capa de la placa de circuito limitarán la expansión y contracción de la placa.

Hoy en día, la mayoría de las placas de circuito son de varias capas, con 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. Donde hay puntos de conexión, el efecto de expansión y contracción de la placa se limitará y causará indirectamente flexión y deformación de la placa.

Las razones de la deformación de la placa de PCB son las siguientes:

(1) el peso de la placa de circuito en sí puede causar caída y deformación de la placa de circuito.

En general, el horno de soldadura impulsará la placa de circuito hacia adelante en el horno de soldadura con una cadena, es decir, apoyará toda la placa de circuito con ambos lados de la placa de circuito como punto de apoyo. Si hay piezas más pesadas en la placa, o el tamaño de la placa es demasiado grande, mostrará un fenómeno de depresión intermedia debido a su propia cantidad de semillas, lo que hará que la placa se doble.

(2) la profundidad de la V - cut y la barra de conexión afecta la deformación del panel

Básicamente, el V - cut es el culpable de destruir la estructura de la placa, porque el V - cut es cortar ranuras en la placa grande original, por lo que la posición del V - cut se deforma fácilmente.

2.1 análisis de la influencia de los materiales, estructuras y gráficos de los laminados en la deformación de la placa

La placa de PCB está compuesta por una placa central, una placa semicurada y una lámina de cobre exterior. La deformación de la placa central y la lámina de cobre depende del Cte de ambos materiales;

El Cte de la lámina de cobre es de aproximadamente 17x10 - 6;

El coeficiente de expansión térmica del sustrato FR - 4 en la dirección Z es (50 - 70) x10 - 6 en el punto tg;

Por encima del punto Tg (250 a 350) x10 - 6, debido a la presencia de tela de vidrio, el CTE en la dirección X es similar a la lámina de cobre.

Deformación causada por el procesamiento de placas de PCB

Las causas de deformación de los PCB son muy complejas y se pueden dividir en tensión térmica y tensión mecánica. El estrés térmico se produce principalmente durante el proceso de prensado, y el estrés mecánico se produce principalmente durante el apilamiento, manipulación y cocción. La siguiente es una breve discusión en orden de proceso.

Chapado de cobre: los chapados de cobre son de doble cara, estructuralmente simétricos y sin gráficos. el CTE de la lámina de cobre es casi el mismo que el de la tela de vidrio, por lo que no se producirán diferentes deformaciones causadas por el CTE durante el proceso de prensado. Sin embargo, debido al gran tamaño de los laminados recubiertos de cobre y las diferencias de temperatura en diferentes áreas de la placa caliente, la velocidad y el grado de curado de la resina en diferentes áreas serán ligeramente diferentes durante el proceso de prensado. Al mismo tiempo, la viscosidad dinámica a diferentes tasas de calentamiento también es muy diferente, por lo que también producirá tensiones locales causadas por diferencias en el proceso de solidificación. Por lo general, este estrés se mantiene equilibrado después de la supresión, pero se libera gradualmente y se deforma en futuros procesos.

Laminación: el proceso de laminación de PCB es el proceso principal para producir tensión térmica. La sección anterior analiza las deformaciones causadas por diferentes materiales o estructuras. Al igual que los laminados recubiertos de cobre, también se producen tensiones locales causadas por diferencias en el proceso de solidificación. Debido al grosor más grueso de los pcb, la diversificación de la distribución de patrones y más chips semicurados, su tensión térmica es cada vez más difícil de eliminar que la ccl. Las tensiones en la placa de PCB se liberan durante la siguiente perforación, moldeo o barbacoa, lo que resulta en la deformación de la placa.

Máscara de soldadura bloqueada, proceso de cocción de caracteres: debido a que la tinta de soldadura bloqueada no se puede apilar entre sí durante el proceso de curación, la placa de PCB se colocará verticalmente en el estante para la curación. la temperatura de soldadura bloqueada es de unos 150 grados celsius, justo por encima del punto Tg del material de Tg medio y bajo. La resina por encima del punto Tg se encuentra en un Estado de alta elasticidad, y la placa se deforma fácilmente bajo la acción del peso propio o el fuerte viento del horno.

Nivelación de soldadura de aire caliente: la temperatura del horno de estaño es de 225 a 265 grados celsius, y el tiempo es de 3S - 6s. La temperatura del aire caliente es de 280 a 300 grados centígrados. Cuando la soldadura se nivela, la placa se introduce en el horno de estaño desde la temperatura ambiente y se lava después del tratamiento a temperatura ambiente dentro de los dos minutos posteriores a la descarga. todo el proceso de Nivelación de la soldadura de aire caliente es un proceso de calentamiento y enfriamiento repentino. Debido a las diferencias en los materiales de la placa de circuito y la estructura desigual, el estrés térmico inevitablemente aparecerá durante el proceso de frío y calor, lo que dará lugar a áreas de deformación micro y deformación general.

Almacenamiento: las placas de PCB generalmente se insertan firmemente en los estantes en la etapa de productos semiacabados. Durante el almacenamiento, si la elasticidad del estante se ajusta incorrectamente o la placa se apila incorrectamente, se producirá deformación mecánica de la placa. Especialmente para las láminas inferiores a 2,0 mm, el impacto es más grave.

Además de los factores anteriores, hay muchos factores que afectan la deformación de los pcb.

Evitar la deformación de la placa de PCB

La deformación de la placa de circuito impreso tiene un gran impacto en la producción de la placa de circuito impreso. La deformación también es un problema importante en el proceso de producción de placas de circuito. La placa que contiene el componente se dobla después de la soldadura, y los pies del componente son difíciles de ordenar. La placa de circuito no se puede instalar en el Gabinete o en el enchufe de la máquina, por lo que la deformación de la placa de circuito afectará el funcionamiento normal de todo el proceso posterior. En la actualidad, la placa de circuito impreso ha entrado en la era de la instalación de superficie y la instalación de chips, y los requisitos para la deformación de los PCB son cada vez más altos. Por lo tanto, necesitamos averiguar por qué las pandillas "a mitad de camino" están distorsionando.

1. diseño de ingeniería: precauciones en el diseño de pcb: A. la disposición de los preimpregnados entre capas debe ser simétrica, por ejemplo, el grosor de las capas 1 - 2 y 5 - 6 y el número de hojas de preimpregnados deben ser consistentes, de lo contrario es fácil deformarse después de la laminación. Las placas de núcleo multicapa y los preimpregnados utilizarán los productos del mismo proveedor. Las áreas de diagrama de circuito de las superficies externas a y B deben estar lo más cerca posible. Si una cara es una gran superficie de cobre y la otra solo tiene unos pocos cables eléctricos, esta placa impresa se deforma fácilmente después del grabado. Si la diferencia de área de la línea entre los dos lados es demasiado grande, se pueden agregar algunas cuadrículas independientes al lado escaso para equilibrar.

2. placa seca antes del corte: el propósito del secado de la placa cubierta de cobre antes de la descarga (150 grados celsius, 8 ± 2 horas) es eliminar la humedad de la placa, al tiempo que la resina en la placa se solidifica completamente, eliminando aún más las tensiones residuales en la placa y ayudando a evitar que la placa se distorsione. En la actualidad, muchas placas dobles y multicapa todavía insisten en hornear antes o después de la descarga. Sin embargo, también hay algunas excepciones en algunas fábricas de placas. En la actualidad, el tiempo de secado varía de 4 a 10 horas en cada planta de pcb. Se recomienda determinar el tiempo de secado en función del nivel de la placa de circuito impreso producida y los requisitos de deformación del cliente. Estos dos métodos son factibles y se recomienda cortar y secar la placa. La capa Interior también debe estar seca.

3. dirección de longitud y latitud de los billetes preimpregnados: después de la superposición, la tasa de contracción de longitud y latitud es diferente, y la longitud y latitud deben distinguirse al descargar la superposición. De lo contrario, después de la laminación, es fácil causar deformación de la placa terminada, incluso si se aplica presión a la placa seca, es difícil de corregir. Muchas de las razones de la deformación de las placas multicapa son que las direcciones de longitud y latitud de los billetes preimpregnados no se distinguen claramente durante el proceso de laminación, lo que se debe a la apilamiento aleatorio. ¿¿ cómo distinguir entre longitud y latitud? El lado largo de la lámina de cobre es latitud y el lado corto es longitud. Si no está seguro, Póngase en contacto con el fabricante o proveedor.

Después de moler la resina en el horno durante 4 horas, se elimina el estrés del laminado después de 4 grados celsius.

5. al galvanoplastia, es necesario enderezar la placa delgada: al utilizar una placa multicapa ultradelgada de 0,4 ï 1,0,6 mm para la galvanoplastia de la superficie de la placa y la galvanoplastia gráfica, se debe hacer un rollo de clip especial. Después de que la placa se sujeta al bus volador en la línea de galvanoplastia automática, el rollo de compresión en todo el bus volador debe conectarse a una barra redonda para enderezar todas las placas en el rollo para que la placa después de la galvanoplastia no se deforme. Sin tales medidas, después de recubrir una capa de cobre de 20 - 30 micras, la hoja se doblará y será difícil de remediar.

6. enfriamiento de la placa después de la nivelación del aire caliente: durante el proceso de nivelación del aire caliente, el PCB se ve afectado por la alta temperatura del baño de soldadura (unos 250 grados celsius). Después de sacarlo, debe enfriarse naturalmente en mármol plano o placa de acero y luego enviarlo hacia atrás al procesador para su limpieza. Esto es propicio para evitar la deformación de la placa. Para mejorar el brillo de las superficies de plomo y estaño, algunas fábricas colocan las placas en agua fría inmediatamente después de nivelar el aire caliente y las sacan unos segundos después para su reprocesamiento. El impacto de un calor y un frío puede causar deformación, estratificación o ampollas en ciertos tipos de placas. Además, se pueden instalar camas flotantes de aire en el equipo para enfriarse.

7. tratamiento de placas deformantes: en una fábrica bien administrada, se realiza una inspección de planitud del 100% de la placa impresa durante la inspección final. Todas las placas no calificadas se seleccionarán y se colocarán en el horno, se secarán a 150 grados centígrados y a alta presión durante 3 - 6 horas, y luego se enfriarán naturalmente a alta presión. Luego desinflar y sacar la placa para comprobar la planitud. Esto puede ahorrar algunas tablas. Algunas tablas de madera deben secarse y presionarse dos o tres veces para nivelarse. Shanghai Bell Company utilizó la máquina de acabado neumática del agente Shanghai huabao, que tiene un buen efecto de reparación en la deformación de los pcb. Si no se implementan las medidas de proceso anti - deformación anteriores, algunas placas son inútiles y solo pueden ser desechadas.