Tecnología de PCB - Envejecimiento de los materiales de refuerzo de PCB y las juntas de soldadura pcba

Tres tipos de materiales de refuerzo de PCB

La placa de circuito PCB es indispensable para equipos mecánicos y eléctricos, y también es un portador indispensable para el desarrollo de software. Diferentes máquinas y equipos tienen diferentes materiales de pcb. Para las placas de circuito impreso rígidas (rpcb), se pueden dividir en varios tipos, y según los tipos comunes de materiales de refuerzo de placas de pcb, generalmente se pueden dividir en los siguientes tres tipos.

1. sustrato de papel de PCB de formaldehído

Debido a que este tipo de placas de PCB están compuestas por pulpa y pulpa de madera, a veces se añaden cartones, placas v0, placas ignífugas y 94hb. Su material clave es el papel de fibra de pulpa de madera, que se sintetiza a presión a partir de resina epoxi. Tipos de placas de pcb.

Este sustrato de papel se caracteriza por no ser ignífugo, puede ser estampado, de bajo costo, bajo precio y baja densidad relativa. A menudo vemos sustratos de papel fenol, como xpc, FR - 1, FR - 2, fe - 3, etc. 94v0 pertenece al cartón ignífugo y tiene propiedades ignífugas.

2. sustrato de PCB compuesto

También se agregó esta placa de polvo, con papel de fibra de pulpa de madera o papel de fibra de pulpa de algodón como material de refuerzo, complementado con tela de fibra de vidrio como material de refuerzo de superficie. Ambos materiales están hechos de resina epoxi ignífuga. Hay semifibra de vidrio unilateral 22f, CEM - 1 y semifibra de vidrio de doble cara CEM - 3, de los cuales CEM - 1 y Cem - 3 son los laminados recubiertos de cobre de base compuesta más comunes.

3. sustrato de PCB de fibra de vidrio

A veces se añaden placas de resina epoxi, placas de fibra de vidrio, fr4, placas de fibra, etc. Utiliza resina epoxi como adhesivo, mientras que la tela de fibra de vidrio se utiliza como refuerzo. Este tipo de placa de circuito tiene una alta temperatura de funcionamiento y no se ve afectada por factores ambientales. Este tipo de placa se utiliza generalmente en placas de circuito impreso de doble Cara. Sin embargo, el precio es relativamente más caro que un sustrato de PCB compuesto, con un grosor común de 1,6 mm. este tipo de sustrato es adecuado para varias placas de energía, placas de circuito avanzadas y es ampliamente utilizado en computadoras, periféricos y equipos de comunicación.

Tres causas del envejecimiento de las juntas de soldadura en el proceso pcba

Modo de falla de la soldadura

Las operaciones de prueba de fiabilidad de los puntos de soldadura procesados por pcba incluyen pruebas de fiabilidad y análisis específicos. El objetivo del primer nivel es evaluar y detectar el nivel de prueba de fiabilidad de los componentes electrónicos de los chips de circuitos integrados y proporcionar parámetros de datos para el diseño de fiabilidad de todo el equipo; Por otro lado, para mejorar las pruebas de fiabilidad de los puntos de soldadura. Esto requiere un análisis específico del producto fallado, encontrar el modo de falla y realizar un análisis específico de la causa del fracaso. El objetivo es mejorar y optimizar el proceso de diseño, los parámetros estructurales, los procesos de soldadura, etc. el modo de falla de los puntos de soldadura se basa en la predicción de la vida útil del ciclo. El análisis es muy crítico y es la base para crear su modelo de análisis matemático. A continuación, detallaremos los tres modos de falla.

1. falla de la soldadura causada por el proceso de soldadura

Algunas condiciones objetivas durante el proceso de soldadura y procesos de limpieza irrazonables posteriores pueden conducir a la falla de la soldadura. El Estado de prueba de fiabilidad de las juntas de soldadura SMT proviene principalmente de la etapa de producción e instalación y la etapa de puesta en uso. En la fase de producción e instalación, debido a las limitaciones de las condiciones del equipo, como la preparación previa a la soldadura, la fase de soldadura y la inspección posterior a la soldadura, y los errores humanos en la selección de las especificaciones de soldadura, a menudo causan fallas de soldadura como soldadura falsa, cortocircuito de soldadura y condiciones de manhattan.

Por otro lado, en la fase de aplicación, dada la inevitable colisión y vibración, también se producirán daños mecánicos en las juntas de soldadura. Soportar el estrés térmico y mecánico. Cuando la diferencia de temperatura es demasiado grande, las piezas de cerámica y vidrio de los componentes electrónicos producirán grietas de estrés. Las grietas de estrés son condiciones objetivas que ponen en peligro las pruebas de fiabilidad a largo plazo de las juntas de soldadura.

Al mismo tiempo, en la etapa de instalación de circuitos híbridos de película gruesa y película delgada (incluidos condensadores de chip), a menudo aparecen condiciones de corrosión de oro y plata. Esto se debe a que el estaño en el material de soldadura y el oro y la plata en los pines dorados o plateados producen productos químicos, lo que a su vez reduce las pruebas de fiabilidad de los puntos de soldadura. La limpieza ultrasónica excesiva también puede ser perjudicial para las pruebas de fiabilidad de los puntos de soldadura.

2. fallas causadas por el Envejecimiento

Cuando el material de soldadura fundido entra en contacto con un sustrato limpio, se producen compuestos intermetálicos (compuestos intermetálicos) en la interfaz. Durante la fase de envejecimiento, la microestructura de la soldadura se volverá más gruesa y el IMC en la interfaz continuará creciendo. El fracaso de las juntas de soldadura depende en cierta medida de la dinámica de crecimiento de la capa imc. Aunque los productos químicos intermetálicos en la interfaz son un signo de buena soldadura, en la fase de puesta en servicio, a medida que aumenta su espesor, puede causar microcracks o incluso fracturas en las juntas de soldadura.

Cuando su espesor supera un cierto punto crítico, los productos químicos intermetálicos mostrarán fragilidad. Dado el desajuste de expansión térmica entre los diversos materiales que componen la soldadura, la soldadura experimentará una tensión cíclica durante la fase de puesta en servicio. Cuando la variable es lo suficientemente grande, causará una avería. Los estudios han demostrado que la adición de trazas de lantánidos de tierras raras a la aleación de soldadura sn60 / pb40 reducirá el espesor de los productos químicos metálicos, duplicando así la vida útil de fatiga térmica de los puntos de soldadura y mejorando significativamente las pruebas de fiabilidad de los puntos de soldadura instalados en la superficie.

3. averías causadas por el ciclo térmico

Cuando los componentes electrónicos se ponen en uso, la desconexión regular del Circuito de alimentación y los cambios regulares de la temperatura de trabajo harán que la soldadura resista el proceso de ciclo de temperatura. El desajuste de expansión térmica entre los materiales de encapsulamiento causará estrés y tensión en las juntas de soldadura. Si en smt, el coeficiente de expansión térmica (cte) de la cerámica a1203, el material portador del chip, es de 6 & times; 10 - 6 grados centígrados - 1, mientras que el CTE del sustrato de resina epoxi / fibra de vidrio es de 15 & tims; 10 - 6 grados centígrados - 1. Cuando la temperatura cambie, la soldadura soportará el estrés y la tensión correspondientes. Por lo general, las juntas de soldadura están sujetas a una tensión del 1% al 20%. En el proceso tht, los pines flexibles de los componentes electrónicos absorben la mayor parte de la tensión causada por el desajuste térmico, y los puntos de soldadura no soportan mucha tensión. En el smt, la tensión es básicamente soportada por el punto de soldadura, lo que conduce a la iniciación y propagación de grietas en el punto de soldadura y finalmente falla.