Technologie PCB - Analyse des causes et prévention des explosions de PCB de composants PCBA avec exigences de paramètres CTI

Analyse des causes et prévention des explosions de PCB de composants PCBA avec exigences de paramètres CTI

Pour comprendre à quoi sert une plaque d'impression spéciale à haute CTI, vous devez d'abord comprendre la CTI et ses principes, le stratifié de cuivre et le processus de fabrication de PCB.

CTI et son principe CTI signifie indice de fuite relatif ou indice de suivi relatif. Il s'agit de la valeur de tension la plus élevée à laquelle la surface du substrat PCB peut résister à 50 gouttes d'électrolyte sans formation de bourdonnement de fuite. Cette valeur doit être un multiple de 25 selon les tests de la norme IEC - 112.

Lorsque la surface d'un substrat en matériau isolant solide polymère recouvert de cuivre est contaminée par des contaminants en solution contenant des ions positifs et négatifs, le courant de fuite sur la surface est beaucoup plus important que le courant de fuite sur la surface nettoyée lorsqu'une certaine tension est appliquée. Carré selon la formule calorique q = R * I. Lorsque le courant de fuite augmente, la chaleur produite par le courant de fuite augmente et le taux d'évaporation des contaminants humides augmente. Il s'agit d'un état de séchage hétérogène formé à la surface du matériau polymère, ce qui entraîne la formation de zones sèches ou de séchage à la surface du matériau polymère. Pointage La zone sèche augmente la résistance de surface, ce qui rend le champ électrique inhomogène, ce qui crée à son tour des points de décharge flash. Sous l'effet combiné du champ électrique et de la chaleur, on favorise la conversation à la surface du matériau isolant et la résistance du carbure est plus faible, ce qui favorise l'augmentation de l'intensité du champ électrique formé par les pointes cliquées sur lesquelles la tension est appliquée et facilite donc la création de points de décharge flash. Dans un tel cercle vicieux, il est connu de provoquer la destruction de la résistance de surface entre les électrodes auxquelles la tension est appliquée, la formation de canaux de conduction et le suivi des fuites.

La matrice de matériau isolant solide en polymère revêtu de cuivre présente trois phénomènes de dégradation dès qu'un suivi de fuite se produit. L'un est un canal conducteur dendritique noir carbonisé. Après plusieurs mises en place successives, le canal de conduction continue de croître. Lorsque les deux pôles sont pontés, le matériau peut se décomposer lorsqu'il est connecté; Mais sous l'action de plusieurs points, le matériau prend feu et est détruit; Troisièmement, il y a des fosses dans le matériau qui s'approfondissent et produisent de l'énergie électrique lorsque le point continue. Corrosion, l'avantage est que les dommages click - and - click se produisent et parfois ne sont pas détruits.

Selon les normes 664a, 950 et UL de la Commission électrotechnique internationale, les matériaux isolants sont classés en six classes selon les valeurs CTI.

Pour les choix de conception des pistes de fuite, une description générale simple est le processus par lequel un matériau isolant solide polymère forme progressivement des pistes conductrices sous l'action conjointe d'un champ électrique et d'un électrolyte. La capacité d'un matériau isolant polymère solide à résister au suivi est appelée indice de suivi CTI.

Parmi les nombreuses performances de la plaque de cuivre revêtue, le paramètre de performance de résistance au suivi en tant qu'indicateur de sécurité et de fiabilité important est de plus en plus concerné par les concepteurs de PCB et les fabricants de cartes complètes. Les stratifiés revêtus de cuivre avec de faibles valeurs CTI sont à haute pression et à haute température. Utilisation à long terme dans l'environnement humide, sale, etc., difficile, facile à produire le suivi des fuites. En cas de dommages causés par des fuites électriques persistantes, la couche isolante peut parfois être court - circuitée par la carbonisation du substrat, ce qui affecte la durée de vie sûre des produits électroniques et électriques. Généralement, le bon CTI de la Feuille de cuivre recouverte de papier ordinaire est inférieur à 150, le CTI de la Feuille de cuivre recouverte de papier ordinaire et de la Feuille de cuivre recouverte de tissu de fibre de verre ordinaire est de 175 ~ 225, ne peut pas répondre aux exigences de sécurité plus élevées des produits électroniques et électriques. Dans la norme IEC - 950, la relation entre le CTI d'un stratifié recouvert de cuivre et la tension de fonctionnement et la distance minimale du fil du PCB est spécifiée. La valeur CTI élevée du stratifié revêtu de cuivre convient non seulement aux environnements difficiles tels que la haute pression, la température élevée, l'humidité et la pollution, mais est également idéale pour la fabrication de PCB à haute densité, car l'espacement des lignes des PCB fabriqués avec la valeur CTI élevée du stratifié revêtu de cuivre peut être réduit.

À mesure que les gens exigent de plus en plus de sécurité et de fiabilité pour les produits électriques et électroniques, l'environnement dans lequel les produits électriques et électroniques sont utilisés devient de plus en plus difficile et incertain, en particulier lorsqu'ils sont utilisés dans des environnements à haute tension, à haute température, humides et pollués. La conception de PCB pour les produits électroniques et électriques doit avoir des exigences pour la résistance de suivi électrique CTI. La sécurité et la fiabilité sont des facteurs importants pour l'assurance de la qualité des produits électriques et électroniques. Les PCB sont la base du produit. La conception du PCB doit choisir un substrat de plaque d'impression avec des valeurs CTI appropriées au besoin.

Production de plaques de cuivre recouvertes de CTI élevé comme on peut le voir à partir du principe de piste conductrice ci - dessus, cette plaque de cuivre recouverte de CTI spécial élevé présente des problèmes et peut causer de graves défaillances lors de l'utilisation ultérieure, la qualité de fabrication et de production de la plaque de cuivre recouverte doit être surveillée.

Sur la base des exigences élevées de CTI, la fabrication de stratifiés revêtus de cuivre doit utiliser des résines époxy et des charges inorganiques avec une excellente résistance au traçage pour produire des cartes PCB avec CTI > 600. Ce revêtement de cuivre est un stratifié multicouche, les propriétés de la plaque doivent être conformes à la norme IPC - 4101.

La composition d'un tel stratifié revêtu de cuivre est principalement constituée de matériaux organiques tels que des résines époxy et leurs produits de durcissement, et de matériaux inorganiques tels que des fibres de verre. La composition de la fibre de verre est le silicate de lupeng, une substance inorganique qui n'est pas carbonisée et suivie. Les matières organiques telles que les résines époxy et leurs produits de durcissement sont des facteurs fondamentaux pour le suivi des plaques. Parmi eux, les résines époxy à faible teneur en halogène ou sans halogène jouent un rôle décisif dans l'amélioration des valeurs CTI. Le contrôle de la quantité de remplissage inorganique dans le processus de fabrication de la plaque de cuivre revêtue joue également un rôle dans l'amélioration de la CTI.

Le processus de production de la feuille est le suivant: synthèse et configuration de colle de résine (adhésif) - imprégnation de tissu de fibre de verre - imprégnation d'intervention de tissu de fibre de verre - découpe - laminage - formage de la plaque (plus chaud - refroidissement par compression à chaud) - emballage de cisaillement. C'est - à - dire que le processus principal est de fabriquer un tissu à haute CTI avec un tissu de fibre de verre imprégné de résine époxy, d'agent de durcissement, d'hydroxyde d'aluminium et d'un retardateur de flamme à haut rendement comme colle principale, imprégner le papier de fibre de verre avec de la résine époxy, un agent de conservation, sécher la colle avec la charge comme corps pour en faire un matériau de base, Superposé dans l'ordre tissu CTI élevé + noyau (la quantité de noyau dépend de l'épaisseur de la plaque) + tissu CTI élevé, la Feuille de cuivre est placée sur la surface de mesure, puis placée dans une presse à chaud, chauffée et pressée pour faire un stratifié de cuivre revêtu avec une valeur CTI élevée.

Le substrat d'une carte de circuit imprimé multicouche est constitué d'une feuille de cuivre, d'un préimprégné et d'une plaque de coeur. Voici les courbes de comparaison des tests CTI pour les plaques de cuivre CEM - 3 et s2600 revêtues d'un CTI > 600.

Des performances techniques de fabrication de CTI. > 600 plaqué de cuivre, l'indice de contrainte thermique du plaqué de cuivre nécessite l'absence de délaminage et de cloquage à 260 degrés Celsius et 20 secondes dans des conditions expérimentales. On voit que pour les PCB fabriqués, l'explosion de la plaque est la cause de la plaque après avoir subi une soudure normale à reflux et à crête.

PCB avec CTI > 600 la production de plaques de cuivre revêtues a une valeur CTI élevée et doit être strictement vérifiée avant utilisation. Lors de la fabrication de la valeur CTI élevée du PCB, la Feuille de cuivre recouverte est d'abord découpée, puis la Feuille de cuivre recouverte découpée est cuite. Bien que ce processus soit courant dans la fabrication de PCB, il est particulièrement important dans la production de PCB avec des valeurs CTI élevées.

Le processus de cuisson de la plaque est un traitement de préchauffage et de déshumidification, c'est - à - dire que le stratifié recouvert de cuivre est cuit dans un four à haute température pendant un certain temps (Notez que la plaque ne peut pas entrer en contact direct avec la source de chaleur). La température et le temps de cuisson des feuilles doivent être déterminés en fonction de l'épaisseur, de la surface et du nombre de feuilles, généralement entre 120 et 130 degrés Celsius. Lors du laminage des plaques, empêcher les débris, la poussière, etc. d'entrer entre les plaques, la température du traitement de préchauffage et de déshumidification ne doit pas être trop élevée, car une température trop élevée peut provoquer un gauchissement du laminé de cuivre. Lors du traitement de déshumidification du stratifié de cuivre hygroscopique, si la température augmente trop rapidement, l'humidité dans le matériau se dilate, ce qui entraînera des problèmes de qualité tels que des points blancs et des fissures inter - couches (c'est - à - dire des explosions) sur la plaque.

Le but de la plaque de cuisson est de réduire les contraintes internes résiduelles de la plaque revêtue de cuivre, d'éliminer l'humidité de la plaque et d'améliorer la déformation par déformation générée lors de la fabrication du PCB.

Le processus de production de traitement de PCB est le suivant: planche à découper torréfaction de la couche interne transfert graphique (revêtement exposition Développement gravure enlever le film) - laminage (superposition) - perçage mécanique métallisation trou extérieur transfert de motif (revêtement exposition Développement) - motif galvanoplastie (cuivre + étamage) - gravure de la couche externe (décapage décapage de l'étain) - film de soudure photosensible traitement de surface emballage de cuisson.

Le problème de la plaque chauffante se pose lors de l'usinage de PCB, comme l'usinage des trous, la métallisation des trous, la production graphique, l'impression de caractères, etc. Pendant le traitement, la plaque est chauffée par absorption d'humidité (y compris l'absorption de solvants organiques, d'eau, etc.). Si les conditions de chauffage ne sont pas contrôlées correctement, des problèmes tels que la stratification de la plaque, les points blancs, l'écaillage de la Feuille de cuivre, la formation de bulles et le gauchissement peuvent survenir. Par conséquent, dans le processus de production de PCB, il est nécessaire de contrôler strictement les conditions de chauffage de chaque processus de traitement pour éviter les défauts dus aux contraintes thermiques. C'est également une difficulté à produire ce PCB spécial avec des valeurs CTI élevées, qu'aucun fabricant de circuits imprimés ne peut produire.

Une fois le processus de fabrication de PCB terminé, un processus important consiste à effectuer un processus de cuisson pour augmenter l'étanchéité de l'emballage de la plaque d'impression et, enfin, à mettre le dessicant dans le grand emballage.