L'actualité PCB - Analyse quelles sont les causes qui affectent la déformation de la carte PCB? ​

La déformation de la carte PCB nécessite une étude de plusieurs aspects tels que le matériau, la structure, la distribution des motifs, le processus de traitement, etc. cet article analysera et expliquera les différentes raisons et méthodes d'amélioration qui peuvent survenir.

Une surface de cuivre inégale sur la carte peut aggraver la flexion et le gauchissement de la carte.

En règle générale, une grande surface de feuille de cuivre est conçue sur la carte à des fins de mise à la terre. Parfois, une grande surface de feuille de cuivre est également conçue sur la couche VCC. Lorsque ces feuilles de cuivre de grande surface ne sont pas uniformément réparties sur la même carte, elles peuvent entraîner une absorption et une dissipation de chaleur inégales lorsqu'elles sont installées. Bien sûr, la carte se dilate et se contracte également. Si l'expansion et la contraction ne peuvent pas être effectuées simultanément, différentes contraintes et déformations peuvent être induites. A ce stade, si la température de la tôle atteint la limite supérieure de la valeur TG, la tôle commencera à se ramollir, entraînant une déformation permanente.

Les points de connexion (sur - trous, sur - trous) de chaque couche sur la carte limiteront l'expansion et la contraction de la carte

Les cartes de circuit d'aujourd'hui sont pour la plupart multicouches et ont des points de connexion en forme de rivets (sur - trous) entre les couches. Les points de connexion sont divisés en trous traversants, borgnes et enterrés. Là où il y a des points de connexion, la carte sera limitée. Les effets de l'expansion et de la contraction peuvent également entraîner indirectement la flexion et le gauchissement de la plaque.

Le poids de la carte elle - même provoque la dépression et la déformation de la carte

Typiquement, les fours de retour utilisent des chaînes dans les fours de retour pour entraîner la carte vers l'avant, c'est - à - dire que les deux côtés de la carte servent de points d'appui pour soutenir l'ensemble de la carte. S'il y a des pièces plus lourdes sur la planche, ou si la planche est surdimensionnée, une dépression apparaîtra au milieu de la planche en raison du nombre de graines, ce qui entraînera une flexion de la planche.

La profondeur de la découpe en V et de la bande de connexion affectera la déformation de la scie à colonne

Fondamentalement, V - cut est responsable de la destruction de la structure de la plaque, car V - cut coupe des rainures sur la grande plaque d'origine, de sorte que V - cut se déforme facilement.

2.1 Analyse de l'impact des matériaux, des structures et des graphiques d'estampage sur la déformation de la tôle

La carte PCB est formée par pressage de la plaque de noyau, du préimprégné et de la Feuille de cuivre externe. Lorsque le panneau de noyau et la Feuille de cuivre sont pressés ensemble, ils se déforment à cause de la chaleur. La quantité de déformation dépend du coefficient de dilatation thermique (CTE) de ces deux matériaux.

Le coefficient de dilatation thermique (CTE) de la Feuille de cuivre est d'environ

La direction Z cte au point TG du substrat fr - 4 ordinaire est;

Au - dessus du point TG est (250 ~ 350) x10 - 6, Cte dans la direction X est généralement similaire à la Feuille de cuivre en raison de la présence de tissu de verre.

Notes pour le point TG:

Lorsque la température d'une plaque d'impression haute TG augmente jusqu'à une certaine zone, le substrat passe de "l'état de verre" à "l'état de caoutchouc". La température à ce moment est appelée température de transition vitreuse (Tg) de la plaque. C'est - à - dire que TG est la température maximale (°C) à laquelle le substrat reste rigide. C'est - à - dire, le matériau de substrat de PCB ordinaire à haute température produira non seulement des phénomènes tels que le ramollissement, la déformation, la fusion, etc., mais également des propriétés mécaniques et électriques chuteront considérablement.

Typiquement, la TG de la plaque est supérieure à 130 degrés, la TG élevée est généralement supérieure à 170 degrés et la TG moyenne est supérieure à 150 degrés environ.

Habituellement, les plaques d'impression PCB avec tgâ ¥ 170 degrés Celsius sont appelées plaques d'impression haute TG.

Avec l'augmentation de la TG du substrat, la résistance thermique, la résistance à l'humidité, la résistance chimique, la stabilité et d'autres caractéristiques de la plaque d'impression seront améliorées et améliorées. Plus la valeur de TG est élevée, meilleure est la résistance à la température de la plaque. En particulier dans les procédés sans plomb, l'application d'une TG élevée est plus courante.

Haute TG se réfère à haute résistance à la chaleur. Avec le développement rapide de l'industrie électronique, en particulier des produits électroniques représentés par des ordinateurs, le développement de la haute fonctionnalité et des couches élevées nécessite une résistance thermique plus élevée du matériau du substrat PCB comme garantie importante. L'émergence et le développement de la technologie d'installation à haute densité représentée par SMT et CMT rendent les PCB de plus en plus inséparables du support de la haute résistance thermique du substrat en termes de petites ouvertures, de câblage fin et d'amincissement, entre autres.

Ainsi, la différence entre le fr - 4 ordinaire et le fr - 4 à TG élevée réside dans la résistance mécanique, la stabilité dimensionnelle, l'adhérence, l'absorption d'eau et la décomposition thermique du matériau à chaud, en particulier lorsqu'il est chauffé après hygroscopie. Il existe des différences dans diverses conditions telles que la dilatation thermique, les produits à haute TG sont nettement meilleurs que les matériaux de substrat de PCB ordinaires.

Parmi celles - ci, la dilatation d'une plaque de coeur avec un motif de couche interne est différente en raison de la différence entre la distribution des motifs et l'épaisseur ou les caractéristiques du matériau de la plaque de coeur. La distribution du motif est différente lorsque l'épaisseur ou les caractéristiques matérielles de la plaque de noyau sont différentes. Sera déformé. Lorsque la structure de laminage PCB a une distribution de motif asymétrique ou inégale, le Cte des différentes plaques de noyau peut varier considérablement, entraînant une déformation pendant le laminage. Le mécanisme de déformation peut être expliqué par le principe suivant.

Supposons qu'il y ait deux plaques de coeur avec une grande différence de Cte pressées ensemble par le préimprégné, où une plaque de coeur a un Cte de 1,5x10 - 5 / degré Celsius et les plaques de coeur ont toutes une longueur de 1000 mm. Pendant le pressage, le préimprégné utilisé comme feuille adhésive collera les deux plaques de coeur ensemble par trois étapes de ramollissement, Graphiques de flux et de remplissage, ainsi que la solidification.

Courbe de collage dynamique d'une résine fr - 4 ordinaire à différentes vitesses de chauffage. En général, le matériau s'écoule à partir d'environ 90°c, réticule et se solidifie lorsque le point TG est atteint. L'ébauche préimprégnée est à l'état libre avant Solidification. A ce moment, la plaque de coeur et la Feuille de cuivre sont dans un état de libre expansion après chauffage, leur déformation pouvant être obtenue par des variations respectives de Cte et de température.

Simulation des conditions de poinçonnage avec montée en température de 30°C à 180°C,

A ce moment, la déformation des deux plaques de coeur est respectivement

A³la = (180 ° C ~ 30 ° c) x1.5x10-5m / Celsius x1000mm = 2.25mm

A³lb = (180 degrés Celsius ~ 30 degrés Celsius) x2.5x10-5m / degré Celsius x1000mm = 3.75mm

A ce moment, le semi - solidifié étant encore à l'état libre, les deux plaques de coeur sont longues et courtes, n'interfèrent pas l'une avec l'autre et ne sont pas encore déformées.

Pendant le pressage, il restera à haute température pendant un certain temps jusqu'à ce que le semi - durci soit complètement solidifié. À ce stade, la résine devient un état durci et ne peut pas circuler librement. Les deux plaques de noyau sont combinées ensemble. Lorsque la température baisse, sans collage de résine intercalaire, le panneau de coeur revient à sa longueur d'origine sans se déformer, mais en fait, la résine avec laquelle les deux panneaux de coeur ont été solidifiés à haute température est collée et ne peut pas se contracter à volonté pendant le refroidissement. Le panneau de noyau a doit rétrécir de 3,75 MM. Lorsque le rétrécissement est supérieur à 2,25 mm, il est obstrué par le panneau de noyau a. Afin d'atteindre l'équilibre des forces entre les deux plaques de noyau, la plaque de noyau B ne peut pas rétrécir à 3,75 mm et la plaque de noyau a rétrécit de plus de 2,25 mm, de sorte que toute la plaque pointe vers le noyau B. la direction de la plaque est déformée.

Sur la base de l'analyse ci - dessus, on peut voir si la structure stratifiée et le type de matériau de la plaque PCB sont répartis uniformément, ce qui affecte directement les différences de Cte entre les différentes plaques de coeur et les feuilles de cuivre. Les différences de dilatation et de contraction au cours du laminage traverseront le film solide de l'ébauche préimprégnée. Le processus est préservé et la déformation de la carte PCB est finalement formée.

2.2 déformation générée pendant le traitement du PCB

Les raisons de la déformation du traitement de la carte PCB sont très complexes et peuvent être divisées en deux types de contraintes: thermiques et mécaniques. Parmi ceux - ci, les contraintes thermiques sont principalement générées lors du pressage et les contraintes mécaniques sont principalement générées lors de l'empilement, de la manutention et de la cuisson des tôles. Voici une brève discussion dans l'ordre du processus.

Plaques de revêtement de cuivre entrantes: les plaques de revêtement de cuivre sont toutes à double face, structurellement symétriques et sans figure. Le Cte de la Feuille de cuivre et du tissu de verre est presque identique, de sorte qu'il n'y a pratiquement aucune déformation due aux différences de Cte lors du pressage. Cependant, la taille du stratifié revêtu de cuivre est grande et, lors du pressage, les différences de température entre les différentes zones de la plaque chauffante entraînent de légères différences dans la vitesse et le degré de durcissement de la résine dans les différentes zones. Dans le même temps, la viscosité dynamique à différents taux de chauffage varie également considérablement, ce qui entraîne également des contraintes locales en raison des différences dans le processus de durcissement. En règle générale, cette contrainte reste équilibrée après pressage, mais est progressivement libérée et déformée au cours du traitement futur.

Pressage: le processus de pressage de PCB est le principal processus de génération de stress thermique. Les déformations induites par différents matériaux ou structures sont indiquées dans l'analyse de la section précédente. Comme pour le pressage des stratifiés cuivrés, il se produit également des contraintes locales causées par des différences dans le processus de durcissement. La carte PCB a une plus grande contrainte thermique que le stratifié recouvert de cuivre en raison de son épaisseur plus épaisse, de sa distribution de motifs différente et de son préimprégné plus important. Les contraintes dans la carte PCB sont libérées lors du perçage, du moulage ou du grillage ultérieur, ce qui entraîne une déformation de la carte.

Processus de cuisson des masques de soudage, des caractères, etc.: Comme les encres de masque de soudage ne peuvent pas être empilées les unes sur les autres lors de la solidification, la carte PCB sera placée dans le support pour la solidification. La température de soudage par blocage est d'environ 150°c, juste au - dessus du point TG des matériaux de TG moyenne et faible, la résine au - dessus du point TG a une élasticité élevée et la plaque se déforme facilement sous l'effet du poids mort ou du vent fort du four.

Nivellement de la soudure à air chaud: la température du four à étain est de 225 ° C ~ 265 ° C, le temps de nivellement de la soudure à air chaud de la plaque normale est de 3S - 6S. La température de l'air chaud est de 280 ° C ~ 300 ° c. Lorsque la soudure est nivelée, la plaque est placée dans un four à étain à température ambiante et un lavage à l'eau de post - traitement à température ambiante est effectué dans les deux minutes suivant la sortie du four. L'ensemble du processus de nivellement de la soudure à air chaud est un processus de chauffage et de refroidissement brusques. En raison des matériaux différents de la carte et de la structure inégale, des contraintes thermiques apparaissent inévitablement lors du refroidissement et du chauffage, entraînant des déformations microscopiques et des déformations globales.

Stockage: le stockage des cartes PCB pendant la phase semi - finie est généralement fermement inséré dans les étagères et le serrage des étagères n'est pas correctement ajusté, ou l'empilement des plaques pendant le stockage entraîne une déformation mécanique des plaques. En particulier, les plaques minces inférieures à 2,0 mm, dont les impacts sont plus graves.

Outre les facteurs mentionnés ci - dessus, il existe de nombreux facteurs qui peuvent affecter la déformation du PCB.