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¿ por qué la placa de PCB se deforma y cómo prevenir la deformación 1
Cuando las placas de PCB se soldan de retorno, la mayoría de las placas de PCB son propensas a la flexión y deformación. En casos graves, incluso puede causar soldadura virtual y componentes como lápidas. ¿¿ cómo superarlo?
1. peligros de la deformación de las placas de PCB
En la línea de producción de montaje de superficie automatizada, si la placa de circuito no es plana, puede causar un posicionamiento inexacto, los componentes no se pueden insertar o instalar en los agujeros y almohadillas de montaje de superficie de la placa, e incluso puede dañar la máquina de inserción automática. La placa de circuito que contiene el componente se doblará después de la soldadura, y los pies del componente son difíciles de cortar cuidadosamente. La placa de circuito no se puede instalar en el Gabinete o en el enchufe dentro de la máquina, por lo que la planta de montaje también es muy problemática cuando se encuentra con la deformación de la placa de circuito. La tecnología actual de montaje de superficie se está desarrollando hacia una alta precisión, alta velocidad e inteligencia, lo que plantea mayores requisitos de planitud para las placas de PCB donde se encuentran varios componentes.
La norma IPC especifica que la deformación máxima permitida es del 0,75% para las placas de PCB con dispositivos de montaje de superficie y del 1,5% para las placas de PCB sin montaje de superficie. de hecho, para satisfacer las necesidades de colocación de alta precisión y alta velocidad, algunos fabricantes de componentes electrónicos son más exigentes con la deformación. Por ejemplo, nuestra empresa tiene varios clientes que requieren una deformación máxima del 0,5%, e incluso algunos clientes requieren una deformación máxima del 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 ser aplastados juntos, es inevitable dejar tensión térmica y causar deformación. Al mismo tiempo, en el proceso de procesamiento de pcb, se experimentarán varios procesos, como altas temperaturas, corte mecánico y tratamiento húmedo, lo que también tendrá un impacto importante en la deformación de la placa. En resumen, las causas de la deformación de las placas de PCB son complejas y diversas. La distorsión o deformación causada por el procesamiento se ha convertido en uno de los problemas más complejos que enfrentan los fabricantes de pcb.
2. análisis de las causas de la deformación de la placa de PCB
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 de cobre en la placa de circuito es desigual, lo que 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 de agujeros, a través de agujeros) 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 multicapa y habrá 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.
Causas de la deformación de la placa de pcb:
(1) el peso de la propia placa de circuito causará 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.
(2) la incisión en forma de V y la profundidad de la barra de conexión afectarán la deformación de la Sierra vertical
Básicamente, el V - cut es el culpable de destruir la estructura de la placa de circuito. Debido a que la incisión en forma de V corta la ranura en la placa grande original, la incisión en forma de V se deforma fácilmente.
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 calientan y deforman. 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 17x10 - 6;
El Cte de la dirección Z del sustrato ordinario FR - 4 en el punto Tg es (50 a 70) x10 - 6;
El punto Tg anterior es (250 a 350) x10 - 6, debido a la presencia de tela de vidrio, el CTE en dirección X suele ser similar al de la lámina de cobre.
Precauciones de los puntos de tg:
Cuando la temperatura sube a una determinada zona, el sustrato cambiará de "estado de vidrio" a "estado de caucho", cuando la temperatura se llama temperatura de transición vítrea (tg) del sustrato. Es decir, Tg es la temperatura máxima ( ° c) a la que el sustrato mantiene la 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.
El Tg general de la hoja 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, las placas de circuito impreso de PCB de tgàn 170 grados Celsius se llaman placas de circuito impreso de alta tg.
Con el aumento de Tg en el 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 el proceso sin plomo, las aplicaciones de Tg alto son más comunes.
Las placas de circuito de alta Tg se refieren 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 asimetría o distribución desigual del patrón, los Cte de los diferentes núcleos varían mucho, lo que puede causar deformación durante el proceso de laminación. El mecanismo de deformación se puede explicar a través de los siguientes principios.
Supongamos que hay dos placas centrales con grandes diferencias en el cte, que están presionadas juntas por preimpregnados. Entre ellos, el CTE de la placa central a es de 1,5 * 10 - 5 / grado celsius, y la longitud de la placa central es de 1000 mm. Durante el proceso de prensado, el prepreg utilizado como hoja de unión unirá las dos placas centrales a través de tres etapas: suavización, flujo y patrones de relleno y solidificación.
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 las piezas sólidas del preimpregnado. El proceso se conserva y finalmente se forma una deformación de la placa de pcb.
